Построение диаграмм распада переохлажденного аустенита в стали на основе численного анализа результатов дилатометрических испытаний

И.В. Теплухина, В.М. Голод, А.С. Цветков

Аннотация на русском языке

Способ построения диаграмм распада переохлажденного аустенита на основе численного анализа результатов дилатометрических испытаний. Зависимость ТКЛР аустенита и продуктов его распада от скорости охлаждения позволяет однозначно определить критическую скорость и границы фазовых превращений.В настоящей работе рассмотрены вопросы, связанные с построением термокинетических диаграмм (ТКД) распада аустенита стали на основе результатов дилатометрических испытаний. Разработан и опробован численный алгоритм обработки экспериментальных данных, реализованный авторами в программной среде Microsoft Excel и заключающийся в численном определении температурных границ фазовых превращений как точек отклонения экспериментальных данных от линейной функции аппроксимации монотонного участка кривой, экстраполированного в сторону начала или окончания превращения. Разработанный алгоритм позволяет единообразно, в автоматическом режиме, обрабатывать экспериментальные результаты дилатометрических испытаний, определять температуры начала (tн) и конца (tк) фазовых превращений, их границы и значения температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) аустенита и продуктов распада аустенита. Предложен способ построения ТКД на основе количественного анализа ТКЛР при непрерывном охлаждении аустенита. Количественная оценка ТКЛР аустенита и продуктов его распада была проведена на основании анализа линейных функций аппроксимации монотонных участков дилатометрических кривых. Для определения границ фазовых превращений на ТКД были использованы зависимости ТКЛР от скорости охлаждения. Построенные зависимости ТКЛР позволяют однозначно определить критическую скорость охлаждения как точку пересечения функции, описывающей изменение ТКЛР аустенита от скорости охлаждения, и функции, описывающей изменение ТКЛР смеси аустенита и феррита, путем решения системы уравнений. При этом исследования микроструктуры образцов после проведения дилатометрических испытаний, а также исследование их твердости могут служить дополнительными инструментами, подтверждающими и уточняющими результаты, полученные с применением численных методов анализа дилатометрических кривых. Предложенный способ численной обработки результатов дилатометрических испытаний позволяет существенно повысить точность построения ТКД и уменьшить погрешность, связанную со способом обработки дилатометрических кривых.

Ссылки (15)

1.
I. V. Teplukhina, A. S. Tcvetkov, O. Y. Zaytseva. Metall technology. 3, 17 – 30 (2016). (in Russian) [И. В. Теплухина, А. С. Цветков, О. Ю. Зайцева. Технология металлов. 3, 17 – 30 (2016).]
2.
G. P. Anastasiadi, S. Yu. Kondratyev, M. V. Sil’nikov. SPbGPU journal. 2 (243), 99 – 113 (2016). (in Russian) [Г. П. Анастасиади, С. Ю. Кондратьев, М. В. Сильников. Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2 (243), 99 – 113 (2016)]. DOI: 10.5862/JEST.243.11
3.
V. M. Salganik, D. N. Chikishev, E. B. Pozhidaeva, D. G. Nabatchikov. Metallurgist. 59, 766 – 773 (2015). DOI: 10.1007/s11015‑016‑0172‑3
4.
A. Grajcar, W. Zalecki, P. Skrzypczyk, A. Kilarski, A. Kowalski, S. Kolodziej. J Therm Anal Calorim. 118, 739 – 748 (2014). DOI: 10.1007/s10973‑014‑4054‑2
5.
I. V. Teplukhina, V. I. Bogdanov, O. Yu. Zaitseva, E.l. Shamrai, A. S. Tsvetkov. Metallurgist, 61 (9 – 10), January, 787 – 793 (2018). DOI: 10.1007/s11015-018-0565-6
6.
M. A. Ryzhkov, A. A. Popov. Metal Science and Heat Treatment. 52, 612 – 616 (2011). DOI: 10.1007/s11041‑011‑9329‑7
7.
A. Kamyabi-Gol, D. Herath, P. F. Mendez. Canadian Metallurgical Quarterly. 1 (56), 85 – 93 (2017). DOI: 10.1080/00084433.2016.1267903
8.
J. Pacyna. Archives of Metallurgy & Materials. 4 (59), 1679 – 1683 (2014). DOI: 10.2478/amm-2014-0284
9.
I. V. Teplukhina, G. N. Filimonov, V. V. Tsukanov. Problems of Material Science. 2 (42), 79 – 92 (2005). (in Russian) [И. В. Теплухина, Г. Н. Филимонов, В. В. Цуканов. Вопросы материаловедения. 2 (42), 79 – 92 (2005).]
10.
G. P. Karzov, B. Z. Margolin, I. V. Teplukhina, V. A. Piminov. Atomnaya energiya. 1 (121), 25 – 36 (2016). (in Russian) [Г. П. Карзов, Б. З. Марголин, И. В. Теплухина, В. А. Пиминов. Атомная энергия. 1 (121), 25 – 36 (2016).]
11.
M. V. Maisuradze, Yu. V. Yudin, M. A. Ryzhkov. Metal Science and Heat Treatment. 56, 512 – 516 (2015). DOI: 10.1007/s11041‑015‑9791‑8
12.
X. Li, A. P. Miodownik, N. Sanders, J-Ph. Schille. Materials World. May, 21 – 23 (2002).
13.
M. Long, Z. Dong, D. Chen, X. Zhang, L. Zhang. Ironmaking & Steelmaking. 4 (42), 282 – 289 (2015). DOI: 10.1179/1743281214Y.0000000227
14.
G. Xu, P. Deng, G. X. Wang, L. F. Cao, F. Liu. Ironmaking & Steelmaking. 8 (40), 613 – 618 (2013). DOI: 10.1179/1743281212Y.0000000079
15.
B. G. Livschitz. Physical properties of metals and alloys. Textbook. Moscow, Metallurgy. (1980) 320 p. (in Russian) [Б. Г. Лившиц. Физические свойства металлов и сплавов. М: Металлургия, 1980. 320 с.]