Evolution of structure and mechanical properties at high temperature tempering of medium carbon microalloyed steel

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The evolution of the structure and mechanical properties of medium-carbon microalloyed steel after quenching and tempering at 650оС of various durations has been studied. It is shown that the change in the microstructure and softening of steel with an increase in the duration from 2 to 3000 minutes falls on two stages of martensite tempering: medium (stage II) and high-temperature (stage III). Intensive drop of strength properties ~ 100 MPa/min at stage II is replaced by a very inert softening ~ 0.1 MPa/min at stage III. Using TEM, EBSD and X-ray diffraction analysis the evolution of the microstructure was observed and a quantitative estimation of the strengthening components and their relative contribution to the yield strength at different stages of tempering was performed.

About the authors

V. M. Farber

Ural Federal University

Email: v.a.khotinov@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

V. A. Khotinov

Ural Federal University

Email: v.a.khotinov@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

O. V. Selivanova

Ural Federal University

Email: v.a.khotinov@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

A. B. Ovsyannikov

Ural Federal University

Email: v.a.khotinov@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

M. S. Karabanalov

Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: v.a.khotinov@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (2KB)
Indexing metadata
3.

Download (100KB)
Indexing metadata
4.

Download (1MB)
Indexing metadata
5.

Download (1MB)
Indexing metadata
6.

Download (147KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».