Влияние теплой прокатки на структуру и механические свойства низкоуглеродистой трубной стали

С.Н. Сергеев1, И.М. Сафаров1, А.В. Корзников1, Р.М. Галеев1, С.В. Гладковский2, Д.А. Двойников2
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Халтурина 39, 450001 Уфа
2Институт машиноведения УрО РАН, ул. Комсомольская 34, 620049 Екатеринбург
Аннотация
Теплая прокатка приводит к формированию волокнистой ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры, в результате чего имеет место повышение предела текучести стали в 1.5 раза по сравнению с мелкозернистой структурой при сохранении требуемой пластичности. Показано, что в стали с УМЗ структурой значение ударной вязкости при температуре -196 °C  выше в 15 раз, чем в исходном МЗ состоянии.  Исследовано влияние теплой прокатки на структуру и механические свойства низкоуглеродистой малолегированной стали 05Г2МФБ. Теплая прокатка приводит к формированию волокнистой ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры со средним размером зерен/субзерен 0.5 мкм в поперечном сечении и длиной вытянутых зерен/субзерен 20-30 мкм в продольном сечении. Установлено, что формирование УМЗ структуры приводит к повышению предела текучести стали в 1.5 раза по сравнению с мелкозернистой (МЗ) структурой при сохранении требуемой пластичности. Показано, что в стали с УМЗ структурой значение ударной вязкости при температуре -196 °C выше в 15 раз, чем в исходном МЗ состоянии. Установлено, что в УМЗ состоянии общая работа разрушения при температуре -196 °C повышается за счет увеличения работы распространения трещины по сравнению с исходным МЗ состоянием. Фрактографический анализ поверхности изломов после ударных испытаний при температуре -196 °C показал, что в состоянии после прокатки на поверхности разрушения наблюдается излом смешанного типа, а в исходном состоянии излом полностью относится к хрупкому типу. В обоих состояниях материала на поверхности разрушения при всех температурах испытания наблюдаются трещины-расщепления.
Получена: 06 февраля 2015   Исправлена: 18 февраля 2015   Принята: 26 февраля 2015
Просмотры: 239   Загрузки: 57
Ссылки
1.
Yu. I. Matrosov, D. A. Litvinenko, and S. A. Golovanenko, Steel for Main Pipelines. (in Russian) [Ю. И. Матросов, Д. А. Литвиненко, С. А. Голованенко. Сталь для магистральных трубопроводов. М. Металлургия, 1989. — 288с.]
2.
I. Yu. Pyshmintsev, A. M. Maltseva, M. A. Smirnov, A. V. Korznikov. Steel. 2, 75—81 (2011) (in Russian) [И. Ю. Пышминцев, А. М. Мальцева, А. М. Гервасьев, М. А. Смирнов, А. В. Корзников. Сталь. 2, 75—81 (2011).]
3.
V. M. Schastlivtsev, T. I. Tabatchikova, I. L. Yakovleva, S. Y. Klyueva, A. A. Kruglova, E. I. Khlusova, V. V. Orlov. Phys. Met. Metallogr. 113 (5), 507—516 (2012). (in Russian) [В. М. Счастливцев, Т. И. Табатчикова, И. Л. Яковлева, С. Ю. Клюева, А. А. Круглова, Е. И. Хлусова, В. В. Орлов. Физика металлов и металловедение. 113 (5), 507—516 (2012).]
4.
I. V. Gorynin, V. V. Rybin, V. V. Malyshevsky, E. I. Khlusova, E. V. Nesterova, V. V. Orlov, G. Yu. Kalinin. The questions of materials science. 2, 7—19 (2008). (in Russian) [И. В. Горынин, В. В. Рыбин, В. А. Малышевский, Е. И. Хлусова, Е. В. Нестерова, В. В. Орлов, Г. Ю. Калинин. Вопросы материаловедения. 2, 7—19 (2008).]
5.
V. V. Rybin, V. V. Malyshevsky, E. I. Khlusova, V. V. Orlov, Y. Kh. Shakhpazov, Iu. D. Morozov, S. Yu. Nastich, M. Yu. Matrosov. The questions of materials science. 3, 127—137 (2009). (in Russian) [В. В. Рыбин, В. А. Малышевский, Е. И. Хлусова, В. В. Орлов, Е. Х. Шахпазов, Ю. Д. Морозов, С. Ю. Настич, М. Ю. Матросов. Вопросы материаловедения. 3, 127—137 (2009).]
6.
I. M. Safarov, A. V. Korznikov, S. N. Sergeev, S. V. Gladkovskii, E. M. Borodin. Phys. Met. Metallogr. 113 (10), 1055—1060 (2012).] (in Russian) [И. М. Сафаров, А. В. Корзников, С. Н. Сергеев, С. В. Гладковский, Е. М. Бородин. Физика металлов и металловедение. 113 (10), 1055—1060 (2012).]
7.
I. M. Safarov, A. V. Korznikov, R. M. Galeyev, S. N. Sergeev, S. V. Gladkovskii, E. M. Borodin. I. Yu. Pyshmintsev. Phys. Met. Metallogr. 115 (3), 315—323 (2014). (in Russian) [И. М. Сафаров, А. В. Корзников, Р. М. Галеев, С. Н. Сергеев, С. В. Гладковский, Е. М. Бородин, И. Ю. Пышминцев. Физика металлов и металловедение. 115 (3), 315—323 (2014).]
8.
S. N. Sergeev, I. M. Safarov, A. V. Korznikov, R. M. Galeyev, S. V. Gladkovskii, E. M. Borodin. Letters on Materials. 2 (3), 117—120 (2012). (in Russian) [С. Н. Сергеев, И. М. Сафаров, А. В. Корзников, Р. М. Галеев, С. В. Гладковский, Е. М. Бородин. Письма о материалах, 2 (3), 117—120 (2012).]
9.
E. G. Astafurova, G. G. Zakharova, E. V. Naydenkin, G. I. Raab, S. V. Dobatkin. Phys. Met. Metallogr. 111 (1), 64—73 (2011). (in Russian) [Е. Г. Астафурова, Г. Г. Захарова, Е. В. Найденкин, Г. И. Рааб, С. В. Добаткин. Физика металлов и металловедение. 111 (1), 64—73 (2011).]
10.
I. M. Safarov, S. N. Sergeev, A. V. Korznikov, R. M. Galeyev, S. V. Gladkovskii. Letters on Materials. 3 (1), 3—6 (2013). (in Russian) [И. М. Сафаров, С. Н. Сергеев, А. В. Корзников, Р. М. Галеев, С. В. Гладковский. Письма о материалах, 3 (1), 3—6 (2013).]