Особливості формування неоднорідних структур у вуглецевих сталях
DOI:
https://doi.org/10.15407/mom2022.01.053Ключові слова:
мікроструктурна неоднорідність, ферито-перлітна рядковість, механічні властивості, сульфіди марганцюАнотація
Отримання однорідної структури та рівномірного розподілу фаз є запорукою високого комплексу механічних та експлуатаційних властивостей металопрокату. Однак на практиці не завжди вдається створити металопродукцію із зазначеними характеристиками. З метою визначення особливостей морфології структури металопрокату з вуглецевої сталі, проведено порівняльне дослідження зразків вуглецевої сталі з вмістом вуглецю 0,49 % С та 0,2 % С відібраних від гарячекатаних заготовок. Заготовки кожної групи було виготовлено в умовах одного підприємства, при близьких температурно-часових режимах деформаційної обробки. Головною відмінністю були способи виготовлення вихідних безперервнолитих заготовок.
У роботі показано, що при ідентичному нормованому хімічному складі сталі та однаковій деформаційно-термічній обробці формування особливостей морфології структури гарячекатаного прокату відбувається по-різному. Можна припустити, що на ліквацію, дифузійну рухливість елементів особливий вплив чинить вміст домішкових елементів і газів в сталі, що і призводить до різного типу структур в готовому металопрокаті. Ці відмінності спостерігаються у вуглецевих сталях з різним вмістом вуглецю. Зразок не вакуумованої осьової сталі марки ОС (0,49% С) конвертерного виробництва має більш однорідну структуру без локальних ділянок скупчення перліту або фериту. Показано, що формування феритної оторочки в ділянках мікросегрегації відбувається не тільки біля сульфідів марганцю, але і виникає на тлі найдрібніших оксидних включень. У зразках електросталі, попри нижчий вміст сірки і загазованості сталі, спостерігається значна структурна неоднорідність, при цьому навколо сульфідів формується щільний шар перліту. Спостерігається відмінність й у сталі марки 20 (0,2 % С) різного способу виготовлення. У якісно розкисленій вакуумованій сталі структура більш рівномірна, локальних ділянок з різними розмірними характеристиками не виявлено. Розмір структурних елементів значно більший і структура являє собою в основному великі ділянки відманштетта. Оскільки велика кількість неметалевих включень і загазованість сталі не є позитивним фактором для забезпечення високого комплексу властивостей металопродукції, режими деформаційно-термічної обробки, застосовувані на сьогодні, вимагають коригування залежно від особливостей виплавки сталі.
Посилання
Ennis, B. L., Jimenez-Melero, E., Mostert, R., Santillana, B., Lee, P. D., Acta Materialia, 2016, No. 115, pp. 132-142 [in English]. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.05.046
Verhoeven, J. (2016). Banding: Microsegregation-Induced. In Encyclopedia of Iron, Steel, and Their Alloys CRC Press, 2016, pp. 320-330 [in English]. https://doi.org/10.1081/E-EISA-120052346
Majka T. F., Matlock D. K., Krauss G., Metallurgical and Materials Transactions, 2002, A, 33(6), pp. 1627-1637 [in English]. https://doi.org/10.1007/s11661-002-0172-8
Levchenko G. V., Balakhanova T. V., Borisenko A. Iu., Mospan V. V., Metal and casting of Ukraine, 2017, No. 11-12 (294-295), pp. 25-33 [in Russian].
Grebnev Yu. V., Karpova E. Yu., Eliseev S. V., Efishov S. A., Journal of Advanced Research in Technical Scienc, 2017, No. 5, pp. 49-52 [in Russian]
Metallografiia zheleza. Tom II. Struktura stalei (s atlasom mikrofotografii) (Metallography of iron. Vol. II. Structure of steels (with atlas of microphotographs)) Ed. by. F. N. Tavadze. Moscow: Metallurgiia, 1972, 284 р. [in Russian]
Krauss G., Metallurgical and Materials Transactions, 2003, No. 34(6), pp. 781-792 [in English]. https://doi.org/10.1007/s11663-003-0084-z
Guliaev A. P. Metallovedenie, Moskva, Metallurgiia, 1978, 646 p. [in Russian].
Khlybov A.A., Vorozheva E.L., Vestnik Magnitogorskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta im. G.I. Nosova, 2021, vol. 19, No. 1, pp. 48–59, [in Russian]. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-1-48-59
Kudrya A.V., Sokolovskaya E.A., Salikhov T.Sh., Ponomareva M.V., Skorodumov S.V., Glukhov M.G., Steel in Translation, 2008, Vol. 38. No. 11, pp. 910-916 [in Russian]. https://doi.org/10.3103/S0967091208110077
Verhoeven, J. D., Journal of materials engineering and performance, 2000, 9(3), pp. 286-296 [in English]. https://doi.org/10.1361/105994900770345935
Levchenko G. V., Balakhanova T. V., Nefedeva E. E., Mospan V. V., Antonov Iu. G., Medinskii G. A., Metallurgicheskaia i gornorudnaia promyshlennost, 2016, 1, pp. 29-33 [in Russian].
Balakhanova T., Levchenko H., Borysenko A., Metaloznavstvo ta obrobka metalìv, 2020, 93, pp.19-26 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mom2020.01.019
Isavand S., Assempour. A., Metallurgical and Materials Transactions, 2021, A. 52(2), pp. 711-725 [in English]. https://doi.org/10.1007/s11661-020-06115-2
Malinochka Ia., N., Kovalchuk G. Z. Sulfidy v staliakh i chugunakh, Moscow, Metallurgiia, 1988, 246 p. [in Russian]
Pirozhkova V. P., Yatsenko M. Yu., Lunev V. V., Grishchenko S. G., Atlas of the Microstructures of Nonmetallic Inclusions, Zaporozh'e, Dneprovskii Metallurg, 2012, 165 p. [in Russian].
Kadoi K., Nakata Y., Inoue H., Saruwatari S. Materials Characterization, 2020, 165, p. 110-402 [in English]. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110402
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 T. V. Balakhanova, G. V. Levchenko
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
