Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ОБЪЕМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ В СТАЛИ 60С2ХФА, ПОДВЕРГНУТОЙ Q-n-P-ОБРАБОТКЕ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-1-42-48

Полный текст:

Аннотация

Представлены результаты исследования фазово-структурных превращений и объемных изменений, протекающих при нагреве в  рессорной высококремнистой стали 60С2ХФА, подвергнутой Q-n-P-обработке. Исследовали сталь, содержащую 0,53 % С; 1,46 % Si; 0,44 % Mn; 0,95 % Cr; 0,10 % V; 0,016 % S; 0,013 % P. Образцы стали подвергли Q-n-P-обработке по режимам: аустенитизация при 880  °С; закалка с завершением охлаждения при температуре 120, 160, 200 и 240 °С; последующая выдержка в течение от 10 до 3600 с при 220, 250 и 300 °С; окончательное охлаждение в воде. Объемные изменения при нагреве изучали с применением оптического дифференциального дилатометра при скорости нагрева 1 К/с. В качестве эталона использовали закаленный образец стали 60С2ХФА, стабилизированный высоким отпуском. Количество остаточного аустенита определяли рентгенографическим методом с использованием дифрактометра ДРОН-3 с железным излучением. Установлено, что на кривых нагрева Q-n-P-образцов четко выявляются участки, соответствующие различным превращениям при отпуске. На дилатограммах Q-n-P-образцов обнаруживается резкое повышение величины дилатометрического эффекта, соответствующего второму превращению при отпуске (270 – 430 °С). Это указывает на рост доли остаточного аустенита в результате проведения Q-n-P-обработки по сравнению с закаленным состоянием (что подтверждено рентгенографическим исследованием). В то же время уменьшается величина эффекта, соответствующего третьему превращению при отпуске. Для получения максимального количества остаточного аустенита в стали 60С2ХФА температура «partitioning» должна составлять 260 – 300 °С, а температура завершения закалки  – 160 – 240 °С. При этом количество остаточного аустенита существенно повышается по мере увеличения температуры закалки. Длительность стадии «partitioning» должна выбираться с учетом экстремального характера зависимости доли остаточного аустенита от времени выдержки. В результате выполнения работы показана возможность эффективного применения дилатометрического метода для анализа структурного состояния и выбора оптимального режима Q-n-P-обработки стали.

Об авторах

В. И. Зурнаджи
Приазовский государственный технический университет
Россия

аспирант кафедры материаловедения и перспективных технологий

87500, Донецкая обл., Мариуполь, ул. Университетская, 7



В. Г. Ефременко
Приазовский государственный технический университет
Россия

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой физики

87500, Донецкая обл., Мариуполь, ул. Университетская, 7



М. Н. Брыков
Запорожский национальный технический университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры технологии и оборудования сварочного производства

69063, Запорожье, ул. Жуковского, 64



В. Г. Гаврилова
Приазовский государственный технический университет
Россия

к.т.н., доцент, зав. кафедрой материаловедения и перспективных технологий

87500, Донецкая обл., Мариуполь, ул. Университетская, 7



Е. В. Цветкова
Приазовский государственный технический университет
Россия

к.ф.-м.н., доцент кафедры физики

87500, Донецкая обл., Мариуполь, ул. Университетская, 7



Список литературы

1. Speer J.G., Matlock D.K., De Cooman B.C. etc. Carbon partitioning into austenite after martensite transformation // Acta Materialia. 2003.Vol. 51. P. 2611 – 2622.

2. Speer J.G., Edmonds D.V., Rizzo F.C. etc. Partitioning of carbon from supersaturated plates of ferrite, with application to steel processing and fundamentals of the bainite transformation // Solid State and Materials Science. 2004. Vol. 8. P. 219 – 237.

3. Edmonds D.V., He K., Rizzo F.C. etc. Quenching and partitioning martensite – A novel steel heat treatment // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 438. P. 25 – 34.

4. Santofimia M.J., Zhao L., Sietsma J. Overview of mechanisms involved during the quenching and partitioning process in steels // Metallurgical and Materials Transactions: A. 2011. Vol. 42A. Р. 3620 – 3626.

5. Zhong N., Wang X.D., Wang L. etc. Enhancement of the mechanical properties of aNb-microalloyed advanced high-strength steel treated by quenching–partitioning–tempering process // Materials Science and Engineering A. 2009. Vol. 506. P. 111 – 116.

6. Юрченко А.Н., Симонов Ю.Н. Микроструктурные особенности, механические свойства и термическая обработка бейнитных сталей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2016. Т. 18. № 3. C. 160 – 181.

7. Jing S., Hao Y. Microstructure development and mechanical properties of quenching and partitioning (Q&P) steel and an incorporation of hot-dipping galvanization during Q&P process // Materials Science & Engineering A. 2013. Vol. 586. P. 100 – 107.

8. Hesse O., Merker J., Brykov M. etc. Zur Festigkeit niedriglegierter Stäble mit erhöhtem Kohlenstoffgehalt gegen abrasiven Verschleiß // Tribologie und Schmierungstechnik. 2013. Vol. 60 (6). P. 37 – 43.

9. Koval’ A.D., Efremenko V.G., Brykov M.N. etc. Principles of development of grinding media with increased wear resistance. Part 1. Abrasive wear resistance of iron-based alloys // Journal of Friction Wear. 2012. Vol. 33 (1). P. 39 – 46.

10. Efremenko V.G., Shimizu K., CheiliakhA.P. etc.Abrasive resistance of metastable V–Cr–Mn–Ni spheroidal carbide cast irons using the factorial design method // International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials. 2016. Vol. 23 (6). P. 645 – 657.

11. Toji Y., Miyamoto G., Raabe D. Carbon partitioning during quenching and partitioning heat treatment accompanied by carbide precipitation // Acta Materialia. 2015. Vol. 86. P. 137 – 147.

12. Clarke A.J. Speer J.G., Miller M.K. etc. Carbon partitioning to austenite from martensite or bainite during the quenching and partition (Q&P) process: A critical assessment // Acta materialia. 2008. Vol. 56. P. 16 – 22.

13. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И.М. Превращения в железе и стали. – М.: Наука, 1977. – 236 с.

14. Maheswari N., Chowdhury S., Kumar K.C. etc. Influence of alloying elements on the microstructure evolution and mechanical properties in quenched and partitioned steels // Materials science &engineering A. 2014. Vol. 600. P. 12 – 20.

15. Liu S.G., Dong S.S.,Yang F.Application of quenching–partitioning– tempering process and modification to a newly designed ultrahigh steel // Materials and design. 2014. No. 56. P. 37 – 43.

16. Huang X., Liu W., Huang Y. etc. Effect of a quenching–long partitioning treatment on the microstructure and mechanical properties of a 0.2 C % bainitic steel // Journal of materials processing technology. 2015. Vol. 222. P. 181 – 187.

17. Toji Y. Matsuda H., Herbig M. etc. Atomic-scale analysis of carbon partitioning between martensite and austenite by atom probe tomography and correlative transmission electron microscopy // Acta materialia. 2014. Vol. 65. P. 215 – 228.

18. SpeerJ. G., De Moor E., Findley K.O. etc.Analysis of microstructure evolution in quenching and partitioning automotive sheet steel // Metallurgical and materials transactions: A. 2011. Vol. 42A. P. 3591 – 3601.

19. Zhao P., Zhang B., Cheng C. etc. The significance of ultrafine filmlike retained austenite in governing very high cycle fatigue behavior in an ultrahigh-strength Mn–Si–Cr–C steel // Materials science and engineering: A. 2015. Vol. 645. P. 116 – 121.

20. Santigopal S., Sourav D., Debalay Ch. etc. Development of multiphase microstructure with bainite, martensite and retained austenite in a co-containing steel through quenching and partitioning (Q&P) treatment // Metallurgical and materials transactions: А. 2013. Vol. 13. P. 5653 – 5664.

21. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

22. Шмыков А.А. Справочник термиста. – М.: Машгиз, 1961. – 392 с.


Для цитирования:


Зурнаджи В.И., Ефременко В.Г., Брыков М.Н., Гаврилова В.Г., Цветкова Е.В. ОБЪЕМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ В СТАЛИ 60С2ХФА, ПОДВЕРГНУТОЙ Q-n-P-ОБРАБОТКЕ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2019;62(1):42-48. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-1-42-48

For citation:


Zurnadzhi V.I., Efremenko V.G., Brykov M.N., Gavrilova V.G., Tsvetkova E.V. VOLUMETRIC CHANGES AT HEATING IN STEEL 60Si2CrV SUBJECTED TO Q&P TREATMENT. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2019;62(1):42-48. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-1-42-48

Просмотров: 105


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)