Структура і властивості сталі 25ГСЛ, модифікованої наночастинками заліза

Анотація

Наведено результати дослідження впливу наночастинок заліза в оболонці з оксиду Fe₂O₃, що при введенні в розплав і нагріванні до температури розплаву перетворюється в оксид Fe₃O₄, на мікроструктуру загартованої та відпущеної сталі 25ГСЛ та її властивості. Показано, що при гартуванні модифікованої сталі товщина кристалів мартенситу зменшується порівняно з вихідної сталлю у середньому в 1.9 разів, довжина кристалів відпущеного мартенситу, після відпуску при 200 ^оС загартованої сталі - в 3 рази, довжина пластин цементиту в трооститі, після відпуску загартованої сталі при 450 ^оС – в 1,4 разів, довжина карбідів після відпуску загартованої сталі при 550 ^оС – в 1,6 разів. Встановлено, що модифікування наночастинками заліза в оболонці з оксиду Fe₃O₄ приводить до диспергування субзереної структури (областей когерентного розсіювання та зменшенню параметрів кристалічної гратки твердих розчинів. Запропоновано механізм впливу наночастинок на зменшенню параметрів кристалічної гратки твердих розчинів, який полягає в прискоренні дифузії атомів елементів втілення в зони підвищеного напруження на поверхні наночастинок. Визначено, що оптимальним режимом зміцнюючої термічної обробки модифікованої сталі 25ГСЛ є гартування при температурі 900 ^оС та відпуск при 550 ^оС. При цьому межа текучості та міцності, а також ударна в’язкість сталі складає, відповідно, 894 МПа, 993 МПа і 92 Дж/мм², що на 62, 41 та 14% більше ніж вихідної сталі. Введення в розплав сталі перед кристалізацією наночастинок заліза в тугоплавкій оболонці зумовлює ефективне модифікування і підвищення її механічних властивостей.