Закономерности и механизмы термомеханического упрочнения проката на малоуглеродистой стали

В. Е. Громов$^{1}$, Ю. Ф. Иванов$^{2}$, О. Ю. Ефимов$^{3}$, А. Б. Юрьев$^{3}$, С. В. Коновалов$^{1}$

$^1$Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007 Новокузнецк, РФ
$^2$Институт сильноточной электроники СО РАН, просп. Академический, 2/3, 634055 Томск, РФ
$^3$ОАО «ЕВРАЗ — Объединённый Западно-Сибирский металлургический комбинат», шоссе Космическое, 16, 654043 Новокузнецк, РФ

Получена: 19.08.2010. Скачать: PDF

Представлены результаты исследований физической природы термомеханического упрочнения двутавра из стали 09Г2С. Установлены количественные закономерности формирования структуры, фазового состава, дефектной субструктуры и механических свойств в разных сечениях двутавра при ускоренном охлаждении в разных режимах. Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии выявлено формирование градиентных структурно-фазовых состояний, характеризующихся закономерным изменением по сечению типов и параметров дислокационной субструктуры, средних размеров частиц цементита и фрагментов $\alpha$-фазы наноразмерного диапазона. Установлено, что основными причинами, ответственными за повышение прочности упрочненного слоя, являются субструктурные и деформационные механизмы, обусловленные формированием мартенсита и бейнита. Вклад этих механизмов является регулируемой величиной и существенно зависит от режима обработки стали.

Ключевые слова: структурно-фазовые состояния, дислокационная субструктура, механизмы упрочнения.

PACS: 61.72.Ff, 61.72.Lk, 62.20.F-, 62.20.Qp, 81.30.Kf, 81.40.Lm, 83.50.Uv

Citation: V. E. Gromov, Yu. F. Ivanov, O. Yu. Efimov, A. B. Yur’ev, and S. V. Konovalov, Regularities and Mechanisms of Thermomechanical Hardening of Rolled Low-Carbon Steel, Usp. Fiz. Met., 12, No. 2: 241—268 (2011) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.12.02.241

Цитированная литература (34)

А. Б. Юрьев, Термомеханическое упрочнение строительной арматуры (Новосибирск: Наука: 2006).
О. Ю. Ефимов, Структурно-фазовые состояния и технология производства упрочненной стальной арматуры и чугунных валков (Новокузнецк: Новокузнецкий полиграфический комбинат: 2008).
О. Ю. Ефимов, А. Б. Юрьев, В. Е. Громов и др., Изв. вузов. Черная металлургия, № 2: 54 (2007).
Л. М. Утевский, Дифракционная электронная микроскопия в металловедении (Москва: Металлургия: 1973).
К. Эндрюс, Д. Дайсон, С. Киоун, Электронограммы и их интерпретация (Москва: Мир: 1971).
Н. А. Конева, Э. В. Козлов, Изв. вузов. Физика, № 8: 3 (1982).
Н. А. Конева, Д. В. Лычагин, С. П. Жуковский и др., ФММ, 60, вып. 1: 171 (1985).
А. А. Глаголев, Геометрические методы количественного анализа агрегатов под микроскопом (Львов: Госгеолитиздат: 1941).
П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон и др., Электронная микроскопия тонких кристаллов (Москва: Мир: 1968).
С. А. Салтыков, Стереометрическая металлография (Москва: Металлургия: 1970).
К. С. Чернявский, Стереология в металловедении (Москва: Металлургия: 1977).
М. И. Гольдштейн, В. М. Фарбер, Дисперсионное упрочнение стали (Москва: Металлургия: 1979).
Е. Г. Белов, В. Я. Чинокалов, Л. М. Полторацкий и др., Проблемы черной металлургии и материаловедения, № 3: 62 (2009).
В. Б. Костерев, О. Ю. Ефимов, Ю. Ф. Иванов и др., Изв. вузов. Черная металлургия, № 12: 43 (2010).
В. Б. Костерев, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов и др., Деформация и разрушение материалов, № 12: 23 (2010).
В. Б. Костерев, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов и др., Заготовительные производства в машиностроении, № 2: 47 (2011).
В. М. Счастливцев, Д. А. Мирзаев, И. Л. Яковлева, Структура термически обработанной стали (Москва: Металлургия: 1994).
А. Ю. Калетин, В. М. Счастливцев, Н. Т. Карева и др., ФММ, 56, вып. 2: 366 (1983).
М. И. Гольдштейн, Б. М. Фарбер, Дисперсионное упрочнение стали (Москва: Металлургия: 1979).
Ф. Б. Пикеринг, Физическое металловедение и обработка сталей (Москва: Металлургия: 1982).
Ю. Ф. Иванов, Е. В. Корнет, Э. В. Козлов и др., Закаленная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения (Новокузнецк: СибГИУ: 2010).
В. И. Трефилов, С. А. Фирстов, Ю. В. Мильман, Физические основы прочности тугоплавких металлов (Киев: Наукова думка: 1975).
Дж. Мак Лин, Механические свойства металлов (Москва: Металлургия: 1965).
И. Ф. Эшби, О напряжении Орована. Физика прочности и пластичности (Москва: Металлургия: 1972).
П. Б. Хирш, Ф. Дж. Хэмпфри, Пластическая деформация двухфазных сплавов, содержащих малые недеформируемые частицы. Физика прочности и пластичности (Москва: Металлургия: 1972).
A. J. E. Foreman and M. I. Maki, Phil. Mag., 14, No. 9: 911 (1966).
Ж. Фридель, Дислокации (Москва: Мир: 1967).
П. Хаазен, Физическое металловедение (Москва: Мир: 1968).
Р. Фляйшер, У. Хиббард, Структура и механические свойства металлов (Москва: Металлургия: 1967).
P. G. Winchell and M. Cohen, Solid Solution Strengthening of Martensite by Carbon. Electron Microscopy and Strength of Crystals (New York–London: 1963).
М. Л. Бернштейн, В. А. Займовский, Л. М. Капуткина, Термомеханическая обработка стали (Москва: Металлургия: 1983).
Л. И. Тушинский, Теория и технология упрочнения металлических сплавов (Новосибирск: Наука. Сиб. отд.: 1990).
Г. В. Курдюмов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин, Превращения в железе и стали (Москва: Наука: 1977).
Ю. Н. Петров, Дефекты и бездиффузионное превращение в стали (Киев: Наукова думка: 1978).