Effect of thermal-kinetic conditions of austenite transformation on the structural-phase state of low-carbon steel sheets

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The structure and mechanical properties of rolled sheets with a thickness of 40 mm made of lowcarbon low-alloyed steel after thermomechanical treatment of different modes are investigated. The structural factors that affect obtaining high mechanical properties are established. It is shown that a complex treatment including quenching from the rolling temperature and high-temperature tempering with a subsequent additional cycle of quenching and tempering leads to formation of rolled sheet uniform over the cross section with a fragmented bainite structure with disperse niobium carbides and carbides of cementite type. Such structure provides a yield strength of no less than 630 MPa in combination with high values of the impact energy at negative temperatures and a level of plasticity of δ ≈ 20%.

About the authors

Yu. V. Khlebnikova

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108

I. L. Yakovleva

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108

L. Y. Egorova

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108

T. R. Suaridze

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108

N. L. Chernenko

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108

V. V. Ryabov

Central Research Institute of Structural Materials Prometei, Research Center Kurchatov Institute

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 191015

S. V. Korotovskaya

Central Research Institute of Structural Materials Prometei, Research Center Kurchatov Institute

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 191015

E. I. Khlusova

Central Research Institute of Structural Materials Prometei, Research Center Kurchatov Institute

Email: yulia_kh@imp.uran.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 191015

References

  1. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983. 480 с.
  2. Голубева М.В., Сыч О.В., Хлусова Е.И., Мотовилина Г.Д., Святышева Е.В., Рогожкин С.В., Лукьянчук А.А. Изменение структуры высокопрочной экономнолегированной стали марки 09ХГН2МД при отпуске // Вопр. материаловедения. 2018. № 1 (93). С. 15–26. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-93-1-15-26
  3. Князюк Т.В., Новоскольцев Н.С., Хлусова Е.И., Зисман А.А. Влияние ванадия, ниобия и бора на кинетику рекристаллизации аустенита сталей различного уровня прочности в условиях горячей деформации // Вопр. материаловедения. 2023. № 1 (113). С. 5–14. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2023-113-1-05-14
  4. Никитина В.Р., Пазилова У.А., Хлусова Е.И. Влияние ванадия и ниобия на фазовые превращения в хромоникельмолибденовой судостроительной стали // Вопр. материаловедения. 2023. № 2 (114). С. 15–26. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2023-114-2-15-26
  5. Зисман А.А., Сошина Т.В., Хлусова Е.И. Влияние микролегирования ниобием на рекристаллизационные процессы в аустените низкоуглеродистых легированных сталей // Вопр. материаловедения. 2013. № 1 (73). С. 31–36.
  6. Fernandez A.I., Uranga P., Lopez B., Rodriguez- Ibabe J.M. Dynamic recrystallization behavior covering a wide austenite grain size range in Nb and Nb-Ti microalloyed steels // Mater. Sci. Eng. 2003. № 361. P. 367–376.
  7. Сыч О.В., Круглова А.А., Счастливцев В.М., Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л. Влияние ванадия на дисперсионное упрочнение при отпуске высокопрочной трубной стали с различной исходной структурой // ФММ. 2016. Т. 117. № 12. С. 1321–1331.
  8. Коротовская С.В., Сыч О.В., Хлусова Е.И., Забавичева Е.В. Влияние содержания хрома в низкоуглеродистых сталях бейнитно-мартенситного класса на характеристики работоспособности // Вопросы материаловедения. 2023. № 2. (114) С. 36–47. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2023-114-2-36-47
  9. Cергеев С.Н. Сафаров И.М., Жиляев А.П., Галеев Р.М., Гладковский С.В., Двойников Д.А. Влияние деформационно-термического воздействия на формирование структуры и механических свойств низкоуглеродистой конструкционной стали //ФММ. 2021. Т. 122. № 6. С. 665–672.
  10. Зисман А.А., Сошина Т.В., Хлусова Е.И. Построение и использование карт структурных измерений при горячей деформации аустенита низкоуглеродистой стали 09ХН2МДФ для оптимизации промышленных технологий // Вопр. материаловедения. 2013. № 1 (73). С. 37–48.
  11. Шиляев П.В., Богач Д.И., Краснов М.Л., Корнилов В.Л., Стеканов П.А., Счастливцев В.М., Яковлева И.Л., Урцев В.Н., Хабибулин Д.М., Шмаков А.В. Механические свойства и структурное состояние листового проката из высокопрочной износостойкой свариваемой стали Н500 MAGSTRONG® // Металловедение и термич. обр. металлов. 2020. Т. 11. С. 8–12.
  12. Пышминцев И.Ю., Борякова А.Н., Смирнов М.А. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства низкоуглеродистой трубной стали // Металлург. 2008. № 8. С. 48–51.
  13. Счастливцев В.М., Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л., Дельгадо Рейна С.Ю., Голосиенко С.А., Пазилова У.А., Хлусова Е.И. Влияние термомеханической обработки на сопротивление хрупкому разрушению низкоуглеродистой низколегированной стали // ФММ. 2015. Т. 116. № 2. С. 199–209.
  14. Голубева М.В., Сыч О.В., Хлусова Е.И., Мотовилина Г.В. Исследование механических свойств и характера разрушения новой экономнолегированной хладостойкой стали с гарантированным пределом текучести 690 МПа // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 4 (49). С. 19–24.
  15. Эфрон Л.И. Металловедение в “большой” металлургии. Трубные стали. М.: Металлургиздат, 2012. 696 с.
  16. Пышминцев И.Ю., Смирнов М.А. Структура и свойства сталей для магистральных трубопроводов. Екатеринбург: изд-во УМЦ УПИ, 2019. 242 с.
  17. Wang D., Zhong Q., Yang J., Zhang S. Effects of Cr and Ni on the microstructure and corrosion resistance of high-strength low alloy steel // J. Mater. Research Techn. 2023. V. 23. P. 36–52. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.12.191
  18. Soleimani M., Mirzadeh H., Dehghanian C. Effect of grain size on the corrosion resistance of low carbon steel // Mater. Res. Express. 2020. V. 7. Р. 016522. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab62fa
  19. Wang P., Ma L., Cheng X., Li X.G. Effect of grain size and crystallographic orientation on the corrosion behaviors of low alloy steel // J. Alloys Compounds. 2021. V. 857. P. 158258. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158258
  20. Горбачев И.И., Корзунова Е.И., Попов В.В., Хабибулин Д.М., Урцев Н.В. Модель для прогнозирования размера аустенитного зерна при горячей деформации низколегированных сталей с учетом эволюции дислокационной структуры // ФММ. 2023. Т. 124. С. 1244–1252.
  21. Горбачев И.И., Корзунова Е.И., Попов В.В., Хабибулин Д.М., Урцев Н.В. Моделирование роста аустенитного зерна в низколегированных сталях при аустенитизации // Физика металлов и металловедение. 2023. Т. 124. С. 303–309.
  22. Счастливцев В.М., Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л., Круглова А.А., Хлусова Е.И., Орлов В.В. Особенности структуры бейнита в низкоуглеродистых свариваемых сталях после термомеханической обработки // Вопр. материаловедения. 2009. № 3(59). С. 26–38.
  23. Счастливцев В.М., Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л., Клюева С.Ю., Круглова А.А., Хлусова Е.И., Орлов В.В. Влияние температуры распада аустенита на морфологию бейнита и свойства низкоуглеродистой стали после термомеханической обработки // ФММ. 2013. T. 114. С. 457–467.
  24. Яковлева И.Л., Терещенко Н.А., Урцев Н.В. Наблюдение мартенситно-аустенитной составляющей в структуре низкоуглеродистой низколегированной трубной стали // ФММ. 2020. Т. 121. № 4. С. 396–402.
  25. Krauss G., Thomson S.W. Ferritic Microstructures in Continuously Cooled Low- and Ultra-low-carbon Steels //JSJI International. 1995. V. 35. № 8. P. 937–945.
  26. Орыщенко А.С., Голосиенко С.А., Хлусова Е.И., Сыч О.В., Коротовская С.В., Рябов В.В., Шумилов Е.А., Яшина Е.А., Владимиров А.Д., Попков А.Г., Хадеев Г.Е., Гелевер Г.Д. Листовой прокат, изготовленный из высокопрочной стали // Патент RU2726056 C1, опубл. 08.07.2020.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


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».