Вплив вмісту Mn на фазовий склад та механічні властивості бейнітного чавуну(ADI)

Анотація

На ADI (аustempering ductile iron) матеріалах, що ізотермічно загартовані при різних температурах, досліджено вплив вмісту марганцю на фазовий склад та механічні властивості. Проаналізовані зразки ADI з вмістом Mn  0,78% та 0,24%. Кінцева структура чавуну створювалася в результаті аустенізуючого нагріву при 900 °С з витримкою протягом 30 хв.  та подальшого ізотермічного гартування в рідкому олові при температурах 310, 330, 350, 380 °С для зразків з великим вмістом марганцю та при 350, 370 °С для зразків з малим вмістом.  Показано, що при збільшенні вмісту марганцю  збільшується кількість залишкового аустеніту за однакових умов гартування. Це сприяє посиленню дії TRIP (transformation induce plasticity) ефекту та позитивно впливає на процеси зміцнення зокрема. ADI з великим вмістом Mn демонструють вищу швидкість зміцнення на початковій ділянці навантаження, більш високу твердість та підвищену демпфуючу здатність. Натомість, через окрихчуючу дію марганцю такі матеріали мають нижчі граничні механічні характеристики, які визначаються в момент руйнування. Встановлено, що за однакових умов гартування, деформація до руйнування та ударна в’язкість в зразках з великим вмістом марганцю  зменшуються практично вдвічі. Негативний вплив марганцю на границю втоми менш суттєвий, оскільки схильність до окрихчення компенсується фазовими перетвореннями у вершині тріщини, що стримує її розповсюдження при циклічному навантаженні. Зважаючи на те, що марганець посилює дію TRIP ефекту але погіршує опір руйнуванню, пропонується використовувати чавун з підвищеним вмістом Mn  у виробах, які працюють в умовах зношування  але не піддаються екстремальним навантаженням.