Бескарбидный бейнит в низкоуглеродистых конструкционных сталях

А.Ю. Калетин ORCID logo , Ю.В. Калетина, М.А. Рыжков показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 17 февраля 2020; Исправлена: 08 апреля 2020; Принята: 16 апреля 2020
Цитирование: А.Ю. Калетин, Ю.В. Калетина, М.А. Рыжков. Бескарбидный бейнит в низкоуглеродистых конструкционных сталях. Письма о материалах. 2020. Т.10. №3. С.249-253
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-3-249-253

Аннотация

Особенностью бейнитной структуры, образующейся при медленном непрерывном охлаждении хромоникельмолибденовых сталей, содержащих 0.1-0.15%С, является полное отсутствие выделений карбидной фазы. Показано, что бескарбидный бейнит в таких сталях представляет собой двухфазную феррито-аустенитную структуру и при практически одинаковом уровне прочности обладает более высоким уровнем  ударной вязкости, чем сталь с бейнитом, содержащим карбидные выделения.В настоящей работе исследована структура и определены механические свойства хромоникельмолибденовых сталей с содержанием углерода от 0.1 до 0.2 % после аустенитизации и медленного непрерывного охлаждения в бейнитной области со скоростью около 5°С / мин. Показано, что при содержании углерода около 0.10…0.15 % после такой термообработки в стали образуется структура бескарбидного бейнита, представляющего собой двухфазную смесь бейнитного феррита и пересыщенного углеродом остаточного аустенита. С применением метода просвечивающей электронной микроскопии исследованы особенности образовавшегося бейнитного феррита и распределение остаточного аустенита, количество которого составляло от 10 до 14 %. С помощью рентгеноструктурного фазового анализа определено содержание углерода в остаточном аустените, которое оказалось равным 0.8…0.9 %С. Повышение содержания углерода до 0.2 % в таких сталях приводит к выделению карбидных частиц в процессе бейнитного превращения при непрерывном охлаждении. После дополнительного легирования кремнием в количестве около 1 % в стали такой системы легирования с 0.2 %С карбидообразование практически полностью подавляется и наблюдается образование бескарбидного бейнита, при этом количество и степень обогащения остаточного аустенита по углероду несколько увеличивается. Сравнение механических свойств исследованных низкоуглеродистых сталей показало, что при примерно одинаковом уровне прочности стали с бескарбидным бейнитом обладают более высоким уровнем ударной вязкости по сравнению со сталью, содержащей карбидные выделения. Остаточный аустенит в бескарбидном бейните существенно обогащен по углероду и содержит значительную часть от общего содержания углерода в стали.

Ссылки (19)

1. C. Hofer, H. Leitner, F. Winkenhofer, H. Clemens, S. Primig. Mater. Char. 102, 85 (2015). Crossref
2. H. K. D. H. Bhadeshia. Bainite in Steels: Theory and Practice, 3d ed. London, CRC Press (2015) 616 p.
3. F. G. Caballero, H. K. D. H. Bhadeshia. Current Opinion in Solid State and Materials Science DK. 8, 251 (2004). Crossref
4. C. Garcia-Mateo, F. G. Caballero, H. K. D. H. Bhadeshia. Materials Science Forum. 500, 495 (2005).
5. M. Soliman, H. Mostafa, A. S. El-Sabbah, H. Palkovski. Mater. Sci. Eng. A. 527, 7706 (2010). Crossref
6. X. Y. Long, J. Kang, B. Ly, F. C. Zhang. Materials and Design. 64, 237 (2014). Crossref
7. Z. Bojarski, T. Bold. Acta Met. 22 (10), 1223 (1974). Crossref
8. J. C. Hell, M. Dehmas, S. Allain, J. M. Prado. ISIJ international. 51, 1724 (2011). Crossref
9. Yu. M. Kaletin, A. G. Ryzhkov, A. Yu. Kaletin. Izvestiy Vuzov. Chernaya Metallurgya. 6, 96 (1989). (in Russian) [Ю. М. Калетин, А. Г. Рыжков, А. Ю. Калетин. Известия Вузов. Черная металлургия. 6, 96 (1989).].
10. A. V. Makarov, L. G. Korshunov, I. L. Solodova. Friction and wear. 21, 501 (2000). (in Russian) [А. В. Макаров, Л. Г. Коршунов, И. Л. Солодова. Трение и износ. 21, 501 (2000).].
11. A. V. Makarov, V. M. Schastlivtsev, T. I. Tabatchikova. Deformation and fracture of materials. 6, 1 (2010). (in Russian) [А. В. Макаров, В. М. Счастливцев, Т. И. Табатчикова. Деформация и разрушение материалов. 6, 1 (2010).].
12. M. N. Georgiev, A. Yu. Kaletin, Yu. N. Simonov, V. M. Schastlivtsev. Phys. Metals Metallogr. 1, 113 (1990). (in Russian) [М. Н. Георгиев, А. Ю. Калетин, Ю. Н. Симонов, В. М. Счастливцев. ФММ. 1, 113 (1990).].
13. V. M. Schastlivtsev, Yu. V. Kaletina, E. A. Fokina, A. Yu. Kaletin. Phys. Metals Metallogr. 115, 962 (2014). (in Russian) [В. М. Счастливцев, Ю. В. Калетина, Е. А. Фокина, А. Ю. Калетин. ФММ. 115, 962 (2014).]. Crossref
14. V. M. Schastlivtsev, Yu. V. Kaletina, E. A. Fokina, A. Yu. Kaletin. Phys. Metals Metallogr. 115, 1052 (2014). (in Russian) [В. М. Счастливцев, Ю. В. Калетина, Е. А. Фокина, А. Ю. Калетин. ФММ. 115, 1052 (2014).]. Crossref
15. A. Yu. Kaletin, Yu. V. Kaletina. Phys. Solid State. 57, 56 (2015). (in Russian) [А. Ю. Калетин, Ю. В. Калетина. ФТТ. 57, 56 (2015).].
16. A. Yu. Kaletin, A. G. Ryzhkov, Yu. V. Kaletina. Phys. Metals Metallogr. 116, 114 (2015). (in Russian) [А. Ю. Калетин, А. Г. Рыжков, Ю. В. Калетина. ФММ. 116, 114 (2015).]. Crossref
17. Yu. N. Simonov, M. Yu. Simonov, D. O. Panov, V. P. Vylezhnev, A. Yu. Kaletin. Metal Science and Heat Treat. Metals. 2, 4 (2016). (in Russian) [Ю. Н. Симонов, М. Ю. Симонов, Д. О. Панов, В. П. Вылежнев, А. Ю. Калетин. МиТОМ. 2, 4 (2016).].
18. D. O. Panov, Yu. N. Simonov, P. A. Leontiev, A. Yu. Kaletin. Metal Science and Heat Treat. Metals. 2, 13 (2016). (in Russian) [Д. О. Панов, Ю. Н. Симонов, П. А. Леонтьев, А. Ю. Калетин. МиТОМ. 2, 13 (2016).].
19. A. Yu. Kaletin, Yu. V. Kaletina. Phys. Metals Metallogr. 119, 946 (2018). (in Russian) [А. Ю. Калетин, Ю. В. Калетина. ФММ. 119, 946 (2015).]. Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Министерство образования и науки Российской Федерации - тема «Давление», № АААА-А18‑118020190104‑3 и тема «Структура», № АААА-А18‑118020190116‑6 при частичной поддержке Комплексной программы УрО РАН проект № 18‑20‑2‑24 и проекта РФФИ № 20‑03‑00056