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

V. M. Farber; Фарбер В. М.; V. A. Khotinov; Хотинов В. А.; O. V. Selivanova; Селиванова О. В.; A. B. Ovsyannikov; Овсянников А. Б.; M. S. Karabanalov; Карабаналов М. С.

doi:10.31857/S0015323023600612

Эволюция структуры и механических свойств при высокотемпературном отпуске среднеуглеродистой микролегированной стали

Авторы: Фарбер В.М.¹, Хотинов В.А.¹, Селиванова О.В.¹, Овсянников А.Б.¹, Карабаналов М.С.¹
Учреждения:
1. ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина
Выпуск: Том 124, № 8 (2023)
Страницы: 756-762
Раздел: ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ
URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/139495
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023600612
EDN: https://elibrary.ru/QFAESX
ID: 139495

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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 τ_отп от 2 до 3000 мин соответствует двум стадиям: средней (II стадия) и высокотемпературной (III стадия). Интенсивное падение прочностных свойств Δσ/Δτ_отп ~ 100 МПа/мин на стадии II сменяется весьма инертным разупрочнением Δσ/Δτ_отп ~ 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

Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. 236 с.
Счастливцев В.М., Мирзаев Д.А., Яковлева И.Л. Структура термически обработанной стали. М.: Металлургия, 1994. 288 с.
Бернст Р. Технология термической обработки сталей. М.: Металлургия, 1981. 608 с.
Гольдштейн М.И., Фарбер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979. 208 с.
Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: МИСиС, 1999. 408 с.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Штремель М.А., Андреев Ю.Г., Козлов Д.А. Строение и прочность пакетного мартенсита. // МиТОМ. 1999. № 4. С. 10–15.
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.