1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 10, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 10, стр. 978-987

Структура и трещиностойкость мартенситностареющих сталей при однократном нагружении

Ю. Н. Симонов a, М. Ю. Симонов a, Ю. В. Калетина b, А. Ю. Калетин b, *

a Пермский национальный исследовательский политехнический университет
614990 Пермь, Комсомольский просп., 29, Россия

b Институт физики металлов УрО РАН
620990 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18, Россия

* E-mail: kalet@imp.uran.ru

Поступила в редакцию 03.07.2023
После доработки 11.08.2023
Принята к публикации 17.08.2023

Аннотация

Исследовано влияние параметров структуры на прочность и трещиностойкость мартенситностареющих сталей при однократном нагружении. Установлено, что прирост прочности за счет дисперсионного упрочнения интерметаллидами в исследуемых сталях определяется содержанием титана и присутствием кобальта. Показано, что изменение трещиностойкости при однократном нагружении по мере повышения температуры отпуска имеет сложный характер. Установлено, что в отличие от динамической трещиностойкости, минимальный уровень характеристик статической трещиностойкости исследованных сталей соответствует максимуму прочности. Обсуждаются возможные причины такого изменения характеристик статической и динамической трещиностойкости.

Ключевые слова: мартенситностареющая сталь, зерно, пакет, интерметаллидные выделения: когерентные, некогерентные, прочность, трещиностойкость

Список литературы

  1. Перкас М.Д., Кардонский В.М. Высокопрочные мартенситностареющие стали. М.: Металлургия, 1970. 224 с.

  2. Перкас М.Д., Еднерал А.Ф., Зайцева Р.Д., Жуков О.П., Русаненко В.В. О роли кобальта в упрочнении мартенситностареющих сталей // ФММ. 1984. Т. 57. № 2. С. 310–318.

  3. Еднерал А.Ф., Кардонский В.М., Перкас М.Д. Структурные изменения при старении безуглеродистых мартенситностареющих сталей // Несовершенства кристаллического строения и мартенситные превращения: Сб. научн. тр. М.: Наука, 1979. С. 18–43.

  4. Зайцева Р.Д., Перкас М.Д. Факторы, влияющие на пластичность и вязкость мартенситностареющих сталей // МиТОМ. 1975. № 9. С. 2–11.

  5. Счастливцев В.М., Калетина Ю.В., Калетин А.Ю., Яковлева И.Л. Влияние термообработки на механические и усталостные свойства мартенситностареющих сталей // ФММ. 1992. № 1. С. 111–120.

  6. Счастливцев В.М., Калетина Ю.В., Калетин А.Ю., Филиппов А.М. Стабильность двухфазной (α + γ)-структуры мартенситностареющих сталей при различных видах разрушения // ФММ. 1993. Т. 75. Вып. 3. С. 129–137.

  7. Гладковский С.В., Филиппов А.М., Калетин А.Ю., Калетина Ю.В., Счастливцев В.М., Симонов Ю.Н. Влияние режимов аустенитизации на механические характеристики и особенности разрушения мартенситностареющих сталей // ФММ. 1994. Т. 78. Вып. 2. С. 159–169.

  8. Гладковский С.В., Калетина Ю.В., Филиппов А.М., Калетин А.Ю., Счастливцев В.М., Ишина Е.А., Веселов И.Н. Метастабильный аустенит как фактор повышения конструктивной прочности мартенситностареющих сталей // ФММ. 1999. Т. 87. № 3. С. 86–96.

  9. He Y., Yang K., Sha W., Cleland D.J. Microstructure and mechanical properties of a 2000 MPa Co-free maraging steel after aging at 753 K // Metall. Mater. Trans. A. 2004. V. 35. № 9. P. 2747–2755.

  10. He Y., Yang K., Liu K., Sha W., Guo Z. Age hardening and mechanical properties of a 2400 MPa grade cobalt-free maraging steel // Metall. Mater. Trans. A. 2006. V. 37. P. 1107–1116.

  11. Tariq F., Naz N., Baloch R. A. Effect of cycling aging on mechanical properties and microstructure of maraging steel 250 // Journal of Materials engineering and performance (JMEP). 2010. V. 19. P. 1005–1014.

  12. Leitner H., Schober M., Schnitzer R., Zinner S. Strengthening behavior of Fe–Cr–Ni–Al–(Ti) maraging steels // Mater. Sci. Eng. A. 2011. V. 528. P. 5264–5270.

  13. Hou H., Qi L., Zhao Y.H. Effect of austenitizing temperature on the mechanical properties of high-strength maraging steel // Mater. Sci. Eng. A. 2013. V. 587. P. 209–212.

  14. Hou H., Li H.F., Jin Y.C., Wang X.R., Wen Z.Q. Effect of heat treatment temperature on the mechanical properties of low-temperature high strength maraging steel // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 601. P. 1–6.

  15. Сухих А.А., Махнева Т.М., Дементьев В.Б. Повышение характеристик вязкости мартенситно-стареющих сталей // Хим. физика и мезоскопия. 2015. Т. 17. № 2. С. 260–269.

  16. Galindo-Nava E.I., Rainforth W.M., Rivera-Díaz-del-Castillo P.E.J. Predicting microstructure and strength of maraging steels: elemental optimization // Acta Mater. 2016. V. 117. P. 270–285.

  17. Jiang B., Wu M., Zhang M., Zhao F., Zhao Z.G., Liu Y.Z. Microstructural characterization, strengthening and toughening mechanisms of a quenched and tempered steel: effect of heat treatment parameters // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 707. P. 306–314.

  18. Tian J.L., Wang W., Li H.B., Shahzad M.B., Shan Y., Jiang Z.H., Yang K. Effect of deformation on precipitation hardening behavior of a maraging steel in the aging process // Mater. Char. 2019. V. 155. P. 109827.

  19. Тарик Ф., Шифа М., Балох Р.А. Влияние условий перестаривания на микроструктуру и механические свойства мартенситно-стареющей стали // МиТОМ. 2020. № 3. С. 7–14.

  20. Zhang C., Wang C., Zhang S.L., Ding Y.L., Ge Q.L., Su J. Effect of aging temperature on the precipitation behavior and mechanical properties of Fe–Cr–Ni maraging stainless steel // Mater. Sci. Eng. A. 2021. V. 806. P. 140 763.

  21. Niu M.C., Yin L.C., Yang K., Luan J.H., Wang W., Jiao Z.B. Synergistic alloying effects on nanoscale precipitation and mechanical properties of ultrahigh-strength steels strengthened by Ni3Ti, Mo-enriched, and Cr-rich co-precipitates // Acta Mater. 2021. V. 209. P. 116 788.

  22. Li H., Liu Y., Liu B., Wei D.X. Synergistic enhancement of strength and ductility of cobalt-free maraging steel via nanometer-scaled microstructures // Mater. Sci. Eng. A. 2022. V. 842. P. 143099.

  23. Li J.H., Zhan D.P., Jiang Z.H., Zhang H.S., Yang Y.K., Zhang Y.P. Progress on improving strength-toughness of ultra-high strength martensitic steels for aerospace applications: a review // Journal of Materials Research and Technology. 2023. V. 23. № 3–4. P. 172–190.

  24. Симонов Ю.Н. Структурные аспекты прочности и трещиностойкости низкоуглеродистых конструкционных сталей / Дис. д-ра техн. наук. Пермь: ПГТУ, 2004. 383 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал