Effect of deformation thermocyclic treatment and normalizing on the mechanical properties of sheet Steel 10

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. This paper investigates the influence of deformation thermocyclic treatment (DCT) and subsequent normalizing on the mechanical properties and microstructure of low-carbon Steel 10. Low-carbon steels are widely used in engineering due to its high ductility; however, traditional heat treatment methods have a limited effect on its strength. Steel 10, with slightly increased carbon content, is more susceptible to heat treatment, which allows for optimizing the balance between strength and ductility. The purpose of the work is to determine the optimal parameters of DCT and normalizing for achieving the best combination of mechanical properties of sheet steel Steel 10. In this work, Steel 10 samples, produced by OJSC “NKMC”, were studied. The methods of investigation include the analysis of the chemical composition using an emission spectrometer ARL 4460. Samples were subjected to cyclic forging (DCT) on a hydraulic press, followed by rolling to a thickness of 3 mm. Mechanical properties (tensile strength, yield strength, elongation, and reduction of area) were determined using a testing machine Instron 3369. Results and Discussion. The results showed that DCT leads to grain refinement and texture reduction, which improves ductility. The optimal normalizing temperature is 900°C, providing the best combination of strength and ductility for both conventionally treated and DCT-treated steel. At the same time, DCT slightly increases the strength but significantly increases the elongation (by 15 %) and the reduction of area (by 11%). Subsequent normalizing of the DCT-steel significantly increases ductility (by more than 50 %) and reduces strength. The data obtained allow for optimizing the technological process to achieve the desired balance of properties.

About the authors

A. N. Prudnikov

Email: a.prudnikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4150-7428
D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Siberian State Industrial University, 42 Kirov st., Novokuznetsk, 654007, Russian Federation, a.prudnikov@mail.ru

S. V. Galachieva

Email: info@skgmi-gtu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7193-0454
Doctor of Economics, Professor, North Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), 44 Nikolaev str., Vladikavkaz, 362021, Russian Federation, info@skgmi-gtu.ru

B. N. Absadykov

Email: absadykov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7829-0958
D.Sc. (Engineering), K.I. Satbayev Kazakh National Research Technical University, 2 Satbaev st., Almaty, 050013, Republic of Kazakhstan, absadykov@mail.ru

G. Kh. Sharipzyanova

Email: guzel@mtw.ru
ORCID iD: 0000-0002-0863-7490
Ph.D. (Engineering), Moscow Polytechnic University, 38 Bolshaya Semenovskaya str., Moscow, 107023, Russian Federation, guzel@mtw.ru

E. N. Tsyganko

Email: lena_tsyganko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5920-8688
Candidate of Education, Associate Professor, Admiral Ushakov State Maritime University, 93, Lenin Ave., Novorossiysk, 353924, Russian Federation, lena_tsyganko@mail.ru

V. V. Ivancivsky

Email: ivancivskij@corp.nstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9244-225X
D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Novosibirsk State Technical University, 20 Prospekt K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation, ivancivskij@corp.nstu.ru

References

  1. Prudnikov A.N., Prudnikov V.A. Hardening low carbon steel 10 by using of thermalcyclic deformation and subseauent heat treatment // Materials Science. Noneguilibrium Pahse Transformations. – 2016. – Vol. 2 (4). – P. 10–13.
  2. Prudnikov A.N., Popova M., Prudnikov V.A. Influence of thermal-cyclic deformation and hardening heat treatment on the structure and properties of steel 10 // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 788. – P. 187–193. – doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.788.187' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.788.187.
  3. Automation of failure forecasting on the subsystems of the railway transport complex in order to optimize the transportation process as a whole / M.V. Konstantinova, A.A. Olentsevich, V.Y. Konyukhov, E.A. Guseva, V.A. Olentsevich // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 1064 (1). – P. 012020. – doi: 10.1088/1757-899X/1064/1/012020.
  4. Ardashkin I.B., Yakovlev A.N., Martyushev N.V. Evaluation of the resource efficiency of foundry technologies: methodological aspect // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 1040. – P. 912–916. – doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.1040.912' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.1040.912.
  5. Konyukhov V.Yu., Permyakova D.N., Oparina T.A. Numerical simulation of the size, quantity and shape of non-metallic inclusions in rails // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – 2032 (1). – P. 012071. – doi: 10.1088/1742-6596/2032/1/012071.
  6. Research and analysis of the low-temperature potential of heat networks / A.G. Batukhtin, M.V. Kobylkin, Y.O. Rikker, S.G. Batukhtin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 791 (1). – P. 012039. – doi: 10.1088/1757-899X/791/1/012039.
  7. Martyushev N.V., Petrenko Y.N. Effects of crystallization conditions on lead tin bronze properties // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 174–178. – doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.880.174' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.880.174.
  8. Martyushev N.V. Alignment of the microstructure of castings from the heterophase lead bronzes // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 163–167. – doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.880.163' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.880.163.
  9. The influence of non-vacuum electron-beam facing on the structure of Ti–Ta layers formed on the surface of VT1-0 alloy / V.V. Samoylenko, O.G. Lenivtseva, I.A. Polyakov, I.S. Laptev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 124 (1). – P. 012117. – doi: 10.1088/1757-899X/124/1/012117.
  10. Татаурова Э.В. Влияние термоциклической обработки на структуру и свойства углеродистых сталей // Металлы. – 2002. – № 1. – С. 82–87.
  11. Plotnikova N.V., Skeeba V.Y. Formation of high-carbon abrasion-resistant surface layers when high-energy heating by high-frequency currents // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 156. – P. 012022. – doi: 10.1088/1757-899X/156/1/012022.
  12. Nekrasova T.V., Melnikov A.G., Martyushev N.V. Creation of ceramic nanocomposite material on the basis of ZrO2-Y2O3-Al2O3 with improved operational properties of the working surface. // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 379. – P. 77–81. – doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.379.77' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.379.77.
  13. Skeeba V.Yu., Ivancivsky V.V., Martyushev N.V. Numerical simulation of temperature field in steel under action of electron beam heating Source // Key Engineering Materials. – 2016. – Vol. 712. – P. 105–111. – doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/KEM.712.105' target='_blank'>www.scientific.net/KEM.712.105.
  14. Enhancing aerodynamic efficiency in solid fuel plasma preparation for power plants / A.G. Batukhtin, E.A. Makhov, M.S. Bass, S.G. Batukhtin // International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. – 2023. – Vol. 15 (57). – P. 351–361.
  15. Konyukhov V.Y., Permyakova D.N., Oparina T.A. Perspective for the use of industrial waste in lubricating compositions to reduce wear in friction pairs // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2061. – P. 012046.
  16. Batukhtin A. Obtaining a solution of a differential equations system for determining the heat networks retention // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. – 2018. – Vol. 9 (7). – P. 1300–1320.
  17. Green building as a tool of energy saving / A.M. Gladkih, V.Yu. Konyuhov, I.I. Galyautdinov, E.I. Shchadova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – Vol. 350. – P. 012032.
  18. Calculations of efficiency in implementing progressive mold forming methods / V.Yu. Konyuhov, A.M. Gladkih, I.I. Galyautdinov, E.I. Shchadova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 760. – P. 012027.
  19. Comparative metallographic analysis of the structure of St3 steel after being exposed to different ways of work-hardening / A.E. Balanovsky, M.G. Shtayger, M.V. Grechneva, V.V. Kondrat'ev, A.I. Karlina // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 411. – P. 012012.
  20. Formation and utilization of nanostructures based on carbon during primary aluminum production / V.V. Kondrat’;ev, V.A. Ershov, S.G. Shakhrai, N.A. Ivanov, A.I. Karlina // Metallurgist. – 2016. – Vol. 60 (7–8). – P. 877–882.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».