1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 8, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 8, стр. 756-762

Эволюция структуры и механических свойств при высокотемпературном отпуске среднеуглеродистой микролегированной стали

В. М. Фарбер a, В. А. Хотинов a, *, О. В. Селиванова a, А. Б. Овсянников a, М. С. Карабаналов a

a ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина
620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия

* E-mail: v.a.khotinov@urfu.ru

Поступила в редакцию 17.04.2023
После доработки 09.06.2023
Принята к публикации 20.06.2023

Аннотация

Прослежена эволюция структуры и механических свойств закаленной стали 38Г2Ф (в мас. %: 0.42 С, 1.3 Mn, 0.09 V) в ходе отпуска при 650°С. Показано, что изменение микроструктуры и разупрочнение стали при увеличении продолжительности изотермического отпуска τотп от 2 до 3000 мин соответствует двум стадиям: средней (II стадия) и высокотемпературной (III стадия). Интенсивное падение прочностных свойств Δσ/Δτотп ~ 100 МПа/мин на стадии II сменяется весьма инертным разупрочнением Δσ/Δτотп ~ 0.1 МПа/мин на стадии III. Методами ПЭМ-, EBSD- и рентгеноструктурного анализа прослежена эволюция микроструктуры и проведена количественная оценка компонент упрочнения и их относительного вклада в предел текучести на разных стадиях отпуска. С использованием параметра отпуска показано, как данные по структурно-фазовому состоянию и прочности, полученные при кратковременном нагреве при 650°С, можно сопоставить с результатами отпуска различной продолжительности при 500 и 550°С (II стадия).

Ключевые слова: среднеуглеродистые стали, мартенсит, разупрочнение при отпуске, прочностные свойства, механизмы упрочнения, плотность дислокаций, карбиды, субструктура

Список литературы

  1. Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. 236 с.

  2. Счастливцев В.М., Мирзаев Д.А., Яковлева И.Л. Структура термически обработанной стали. М.: Металлургия, 1994. 288 с.

  3. Бернст Р. Технология термической обработки сталей. М.: Металлургия, 1981. 608 с.

  4. Гольдштейн М.И., Фарбер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979. 208 с.

  5. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: МИСиС, 1999. 408 с.

  6. Иванов Ю.Ф., Козлов Э.В. Изотермический отпуск закаленной среднеуглеродистой малолегированной стали. Преобразование дефектной подсистемы // Фунд. пробл. совр. материаловедения. 2004. Т. 1. № 2. С. 21–32.

  7. Liu F., Chen K., Kang C., Jiang Z., Ding S. Effects of V-Nb microalloying on the microstructure and properties of spring steel under different quenching-tempering times // J. Mater. Res. Tech. 2022. V. 19. P. 779–793.

  8. Sun C., Fu P.-X., Ma X.-P., Liu H.-H., Du N.-Y., Cao Y.-F., Liu H.-W., Li D.-Z. Effect of matrix carbon content and lath martensite microstructures on the tempered precipitates and impact toughness of a medium-carbon low-alloy steel // J. Mater. Res. Tech. 2020. V. 9. № 4. P. 7701–7710.

  9. Селиванова О.В., Хотинов В.А., Овсянников А.Б., Хадыев М.С. Деформационное поведение при растяжении стали 20Х3 после закалки и отпуска // МиТОМ. 2022. № 8. С. 15–20.

  10. Lee W.S., Su T.T. Mechanical properties and microstructural features of AISI 4340 high-strength alloy steel under quenched and tempered conditions // J. Mater. Proc. Tech. 1999. V. 87. № 1–3. P. 198–206.

  11. Jiang B., Wu M., Zhang M., Zhao F., Zhao Z., Liu Y. 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.

  12. Zhao N., Zhao Q., He Y., Liu R., Liu W., Zheng W., Li L. Strengthening-toughening mechanism of cost-saving marine steel plate with 1000 MPa yield strength // Mater. Sci. Eng. A. 2022. V. 831. P. 142280.

  13. Tkachev E., Borisov S., Belyakov A., Kniaziuk T., Vagina O., Gaidar S., Kaibyshev R. Effect of quenching and tempering on structure and mechanical properties of a low-alloy 0.25C steel // Mater. Sci. Eng. A. 2023. V. 868. P. 144757.

  14. Christien F., Telling M.T.F., Knight K.S. Neutron diffraction in situ monitoring of the dislocation density during martensitic transformation in a stainless steel // Scripta Mater. 2013. V. 68. P. 506–509.

  15. Штремель М.А., Андреев Ю.Г., Козлов Д.А. Строение и прочность пакетного мартенсита. // МиТОМ. 1999. № 4. С. 10–15.

  16. Фарбер В.М., Беленький Б.З., Гольдштейн М.И. Оценка прочности малоуглеродистых низколегированных сталей по структурным данным // ФММ. 1975. Т. 39. № 2. С. 403–409.

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