автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Развитие научных основ управления фазово-структурным состоянием и свойствами комплекснолегированных машиностроительных сталей с использованием созданной метастабильности

л.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

^ ДОНЕЦК!;!! ГОСУДлТ'СТВЕВЯЫ'! ГОШИЧЙСКШ У&ЯБЕРСИТНГГ

На ярагязс ругсггза

ПШДЯР Александр Львович

РАЗВИТИЕ 1£АУЧНЫХ ОСНОВ УПРАВЛЕНИЯ Ф/ООЗО-СТРУЗДУРНЫМ СОСТОЯНИЕМ И СВОЙСТВАМИ КОМПЛЕКСНОЛЕШРОЙАННЫХ Р^ШККОСТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВА! ШЕМ СОЗДАННОЙ МЕТАСТАБШ1ШОСГИ

^пяшольн'-'оя. 05.I6.0S "Металловедение и тер'-..«:кская обработка металлов"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

доктора гжгичшп?,:. няу~,-

ДОНЕЦК 1997

Работа выполнена в донешсом государственном техническом университете

Научный консультант - академик Академии наук высшей школы Украины, доктор технических наук, профессор А. А. Баранов

Официальные оппоненты.:

Доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной прении Украины и. я. Белкин,

Доктор технических наук, профессор а. с. Опальчук

Доктор технических наук, профессор Ф. К. Ткаченко

Ведущая организация: физико-технологически! институт металлов и сплавов КАК Украины (г. Киев)

защита диссертации состоится " %и* 1997 г. в

ЛЬ часов на заседании специализированного совета Д 06. 04. 03 при донецком государственном техническом университете в ауд. 353 5-го учебного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДокГТУ

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью. просим направлять по адресу: 340000. г. Донецк, ул. Артема. 5В. Донецкий государственный технический университет. Ученому секретарю.

Автореферат разослан " Зй " ^^^исг^^у 1997 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, ^

доктор технических наук. проф. /!{;, /-">-—С. м. СаФьянц

/у

- 3 -

ОБИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуально с ть про оланы. Современное машиностроение стазкг перед' металловедением проблему создания сплавов с заранее заданными своДсгвами. Ее решение возможно только на основе глубокого изучения Физических закономерностей Формирования Фазово- структурного состояния различных групп материалов и широкого использования иа~ тематнко-статистачсских методов для создания моделей, позволявших количественно оценивать вклад различных Факторов с Формирование структуры и сроксть сплава.

Традиционным способом создания сталей с высоким комплексом ёизиьз лехаплтэс:;:::: свойств яштяется легировали? хромом и ь«келен, причем содержание последнего в конструкционных машиностроительных сталях составляет обычно от 1 до 4%. Как легирующий элемент никель сходит почти в половину марок легированных конструкционных сталей. Дороговизна и дефицитность этого элемента уже в течение нескольких десятилетий побуждают исследователей к изысканию безникелевых или малоникелевых сталей, особенно для тяжелого машиностроения. Дроблена эта актуальна к сейчас, в период перехода к рыночным отношениям з экономике.

суагествеаный прогресс в решении зточ задачи с-1ял возиоз..?.* яри использовании ¡1.1 ей ксикяькснсго депированич, выдвинутой к. п. вгау-ном в 50-х годзх. Одно из преамупеств конплехсного лэг.-» юа-та состоит в той. что сознаются дополнительные возможности упг =:шя структурообразозакиек за счет использования метаст-^бйлпюсги, ,у>з-никаотей при температурном или деформапионнг/и воздействиях. 1: работах ряда исследователей, з т.ч. автора вастояжеД диссет-гэш:к, накоплен большой экспериментальный материал по структурообразова-йиг/ " свойствам отдельных кокзлрксаодегирояагашх стагей илк -ч>упп сталей. Возникла необходимость сделать обосаашие гнгодн о5 Vдоеных структурных факторах, способствующих Формированию благоприятного комплекса свойств в сталях разных групп, и условиях получения оттималъь.тх структур, оценить количественно вклад отдельны: -пг-меитоа, а, следовательно, наметить конкретные пути созяаиил .ч»ма-лексиол-згированных сталей с заг~нее заданными свойствами.

(..вязь темы диссертации с^планом основных работ институт.;.

Диссертационная работа является обобщением многолетних исследований автора по проблеме структурообразования в комплекснолеги-рованных сталях, которая выполнялась по программам Минобразования Украины, йинмашпрома Украины, Минчермета Украины и кланам Донецко-

го политехнического института - ДонГТУ ( НН госрегистрации тем: 74047307, 74047336, 76036040, 76038226, 7801в83£, 79050207, 80064878, 01860083931. 01920013884, 0193и0341.50, 0195щю9198). автор являлся руководителем большинства работ, в отдельных случаях руководителем раздела работы. Автором использованы также экспериментальные материалы, полученные им в 60-х годах во время работы на Новокраматорском машиностроительном заводе и в Донецком проект-но-конструкторском и экспериментальном институте комплексной механизации шахт.

Цель работы - установление закономерностей формирования Фазо-во-структурного состояния при комплексном легировании сталей различных групп и разработка на этой основе путей создания новых экономичный сталей и технологических процессов термической обработки, обеспечивающих заданный комплекс свойств в изделиях, преимущественно крупных сечений.

Идея работы - использование особенностей структурообразова-ния, связанных с изменением стабильности Фаз под воздействием тем-пературно-временных или деформационных Факторов, при разработке способов управления уровнем свойств комплекснолегированных машиностроительных сталей.

Методы исследования. Для изучения струтурообразования в комплекснолегированных сталях использованы методы световой и электронной микроскопии с микродиФракцией, химический и рентгеноструктур-ный анализ карбидных осадков, рентгеноструктурный анализ тонкой кристаллической структуры, статических и динамических искажений решетки, определение структурно чувствительных свойств (твердость, электросопротивление, коэрцитивная сила). Для построения термокинетических диаграмм распада аустенита использовали дилатометрию.

оценку механических свойств проводили по результатам стандартных испытаний на растяжение и ударную вязкость, испытаний надрезанных образцов на растяжение, определения работы зарождения и работы развития трещины, испытаний цементованных образцов на статический изгиб, усталостных испытаний, испытаний на контактную выносливость и износостойкость, оценку упрочняемссти аустенита проводили по изменению микротвердости и ширины рентгеновских интерфе-рениий. Для определения свойств комплекснолегированных сталей в крупных сечениях проводили изготовление и исследование крупногабаритных поковок-проб непосредственно в промышленных условиях.

Для оценки влияния элементов на параметры Фазово-структурного состояния и свойства, а также создания моделей, позволяющих управ-

лять этими параметрами, использовали регрессионный анализ. Оптимизацию состава стали проводили методой крутого восхождения.

- Основные научные ыодожепия. выносимые на защиту, и их новизна.

1. Установлено, что при комплексном легировании Форнигсгатта® структура в условиях иредеарптейьно созданной метастабклькос••.к приводит ^ изменению не только степени, но и характера влияния ле-гирук-щих элемент об на свойства стали.

вопреки установившемуся мнению доказано, что никель в кона-лококолегированнон термически улучшенной стали дожет способствовать снижению прочности, не влияя на хладноломкость, а б аустплит-ной кысокомаргакдозкгтоа стали - перивап* упрочняемость и ударную вязкость.

г. Оптимальное сочетание механических характеристик термически улучшенной хромистой комплекснолегированной стали имеет несто в случае образования при отпуске небольшого количества стабильных частиц тригонального карбида хрома. Такому комплексу свойств соответствует структура, состояшая из частично по лиг о низ о в ан ной Фер-ритной матрицы с низким уровнем микроискажений решетки и равномерно распределенных дисперсных карбидных частил, пгеимушрстврико яе-нечтитного типа.

Установлено, что одной из причин сохранения диснерснопк карбидной Фазы является образование з процессе карбидас.'о прев! ¿т.- кия яокй чгстд нелегирсванного цементита. Предложено онпотеу^'и-огое обуясяекко этого явления на основе предположения с .:ушес"т..:^.>>ши двух относительно стабильных виаоз цементита: нвл^гироиави«4:*© V предельно насыщенного легирующими элементами.

3. Установлено, что наиболее существенное положительное влияние на прочность иементоваиной стали при изгибе оклунвает лррирс-вааяо никелем. Еонтгктная прочность опр&леляется. в ос;,оо-о">у. структурой цементованного слоя, а не характером легирования.

Впервые установлена зависимость характера влияния остаточного ауотенктг ;га контактную выносливость цементованной стали от уровня действующих напряжений В связи с этим обоснованы усчовия кс пользования мартенситного превращения ира нагрудении дли иовишеи-,!« ее контактной долговечноети.

4, Обнаружены аномалии профиля рентгеновских кнтерг-№гнт& остаточного аустенита цементованной стали и твердого раствора деформированной аустенитной стали, обусловленные концентрационной неоднородностью. Установлено, что различие в концентрационной неоднородности и упрочняеиости марганцевого и никелевого аустенита

- б -

проявляется не только в высоколегированных аустенитных сталях, но и в цементованном слое низколегированных сталей.

5. Установлено и научно обосновано влияние параметров горячей деформации на процессы Формоизменения карбидной Фазы при последующем отжиге. Экспериментально доказано, что получение зернистого перлита при отжиге с фазовой перекристаллизацией может происходить посредством сферондизанки стержневидного цементита перлитных колоний, образовавшихся при распаде аустенита.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждается широким кругом исследованных материалов (около 70 составов стали), хорошей воспроизводимость» результатов при исследованиях различных марок сталей, проводившихся в разное время, получением однотипных результатов при использовании разных методов исследования, широким применением математиков татистических методов, успешной реализацией результатов исследований в промышленности.

Научное значение работы. В работе установлены новые законо-

мерности структурообразования при термической обработке комплекс-нолегированных сталей и развиты научные представления, позволяющие создавать экономичные стали и технологические процессы термической обработки для обеспечения заданного уровня свойств, преимущественно в изделиях крупных сечений.

Практическое значение работы:

1. Разработаны новые экономичные машиностроительные стали (АС СССР 127280. 144513, 839161, 853903. патент Украины 10129), а также технологические процессы их термической обработки.

2. Созданы регрессионные модели, позволяющие прогнозировать Фазово-структурное состояние и свойства комплекснолегированных сталей разных групп в зависимости от состава, в основном, применительно к условиям производства крупногабаритных изделий.

3. Получена обширная информация о свойствах конструкционных сталей в крупных сечениях, частично включенная в справочные издания и позволяющая конструктору более обосновано выбирать материал для крупногабаритных изделий.

4. Даны рекомендации по вопросу рационального легирования цементуемых сталей в зависимости от условий работы изделий.

5. Предложены нетрадиционные способы управления содержанием остаточного аустекита в цементованном слое и возможности использования метастабильного остаточного аустенита для повышения эксплуатационной стойкости изделий машиностроения.

о. Разработан нобуй вид т&риомэяавической обработки - предварительная разупрочкйшап ТКО - п конкретные технологические процесса такой обработки. -

. Реализадия вы?одев и_рекомендааий работы.

Стали зохгвт и зохггнт были внедрены на Иовокраматорскок на шййострсителькои заводе. Они были включены в союзные справочные издания и применялись на различных предприятиях страны. При производстве тялеш'л прессов была внедрена свариваемая сталь 25Х2ГНТ. В настоящее время на ДО икйз сталь 30Х2ГНТ широко используется вместо сталей 35Х2Н2И и ЗбХНЗМА для изделий размером до 700 ии. В 1У94 г на -дан же цргдцрлятиа усп?тно опробована сталь

На Горловском машиностроительном заводе была внедрена лалоаи-келевая цементуемая сталь 25Х2ГНТА и разработанный технологический процесс ее химико-термической обработки. В настоящее время Юрловским машзаводом принята к использованию сталь 20:<£ГСНТ.

Сталь 70Г7Х4Н2К в 1982г. внедрена для восстановления режущей кромки черпаков драг на прииске "Дражный" ПО "Лензолото".

На донецком металлургическом заводе в 1984 г. была внедрена технология »ревгаодтепьной разудрочняюшей. 'ГКО ислосово:: с: :-ляа 5 3ХГТ, позволившая сократить длительность сФероидчзкеугшего '.-тте-га. Аналогичная технология была внедрена при производстве игггпмо-вок иг стали 2 5ХГТ нз Таганрогском комбайновом заводе- в 1990 г.

Сжиарпнй годовой экономический эффект от внедрения ткя^аыяъх разработок составляет около 900 тес. руб. в не нэк дс «о??, г.

лг.робаздгч работа. Материалы работы докладывалась я с&':>*.;<д-:.-лись на всесоюзных научно-технических конференциях и с гмина;- ■-.:< з Одессе г 1960 г. . в Тбилиси в 1961 г. , в Москве в 1977 и 1989 г. , в Иин.;кэ з 19М г. . в Донецки в 1978 к 19ь?. :\ , в Дпгпропет?":-гкс в 1981 и 1985 г. , в Череповце з 1986 г. , ка республиканских я -уч-но-технических конференциях и семинарах в Киеве в 1964. 1970. 1991. 1992 и 1994 г. г. . в Донецке в 1995 г., на международных конференциях в Запорожье в 1995 г. , в Днепропетровске в 1996 г. . в Донецке з 1996 г. и в Шпшиииати (СБА) в 1993 г. , а также на научно -технических конференциях профессорско-преподавательского состава Донецкого политехнического института (ДонГТ^') в 1977-1990 г. г.

За отдельные этапы работы автору настоящей диссертации, в . ос-таве творческого коллектива присуждались премии и почетные грамоты на конкурсах им. Д. к, Чернова. Н. А. Минкевича и ГН'ГК Совмина УССР.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано около 100 научных работ. Основное содержание диссертации изложено

в 4 монографиях и 35 научных статьях, получено б авторских свидетельств СССР и патент Украины.

Список основных публикаций приведен в конце реферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит-в целом 423 стр., в т.ч. 260 страниц машинописного текста. 41 таблицу. 84 рисунка, перечень ссылок из 40Т наименований, 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

1 Основные показатели качества машиностроительных сталей и методы управления ими

В этой главе показано, что управление фазово-структурным состоянием и свойствами машиностроительных сталей является важнейшим элементом системы управления качеством в машиностроении.

Представлена схема управления Фазово-структурным состоянием и свойствами стали, в которой согласно обиим принципам выделены два этапа: исследование и собственно управление, находящиеся во взаимосвязи. Отмечается, что современное состояние Физики твердого тела и металловедения не позволяет создать универсальные математические модели, описывающие процессы структурообразования и Формирования свойств одновременно широкого круга машиностроительных сталей, В связи с этим признан целесообразным поиск регрессионных моделей и разработка Физических представлений о структурообразова-нии применительно к относительно узким группам материалов. Предложенный подход реализован при разработке особоглубокопрокаливашей-ся стали 35Х2ГШФ.

Исходя из необходимости изучения влияния характера легирования на свойства сталей при различном Фазово-структурном состоянии, в качестве объектов исследования были выбраны три группы машиностроительных сталей: улучшаемые, цементуемые и износостойкие аусте-нитные. В сталях этих групп имеется возможность использовать влияние предварительно созданной иетастабильности на структурообразо-вание. При термическом улучшении сталей, легированных комплексом карбидообразуюших элементов, существенное влияние на Формирование структуры и свойств оказывают процессы карбидообразования при отпуске, обусловленные изменением стабильности системы в результате температурно-временного воздействия. На свойства цементованных и аустенитных сталей существенное влияние может оказывать изменение

стабильности структуры при деФормапионком воздействии. Кроне того.

основной структурной составляющей этих сталей являются различные твердые-растворы, влияние характера,легирования на свойства которых представляет самостоятельный интерес.

На основании критического анализа яетех-атурних натериалсз гкч каждой группы сталеи выявлены основные параметры фгзоно- с?-руктур-ного состояния и показатели свойств, подлежащие управлению. Для улучшагних сталей основную ппиизаие уделяли щ>окалйса?мэсти, механическим характеристикам, определяемым арк растяжении и .»¿.ырщ-х испытаниях, их распределению по сечению крупногабаритных изделии, усталостной гропности, чувствительности к концоцд>атогак папгяхс-вий и т. д. при исследовании цементованных сталей изучала так^е контактную прочность и износостойкость, основными показателями качества, подлежащими управлению при разработке аустекитных износостойких сталей, были упрочняекость и ударная вязкость.

Несмотря на значительное количество опубликованных материалов о структуре и свойствах различных сталей, в т.ч. комплекснолегнро-вашшх, общих закономерностях структурообразования и механизмах упрочнешч, отсутствуют четкие представления об особенностях г.тея-аия легирования на свойства сталей в связи с их фазодо -структур кы;-\ состоянием, в чзстносяи, сФормировавшиея под воздействием apea:z-рительно созданной метастабильности. Нуждаются Б уточнениях ио'.косы о характере структур, обеспечивающих наиболее благости::*''чяй ::омг:лекг свойств гри многокомпонентном легировании, я услочсч.. лх получения. При анализе влияния логирук-ию: элементов практичч,» использоьался и^тод моделирования термической обработки круп::' габаритных изделий.

Учйтавдя иэ/сжеьвое, в соответствии с основное ло.-ыо :: гчле решались следуюцис задачи;

- изучение особенностей структурообразования при термической и химико-термической обработке коиплекснолегированных сталей, а тзчжэ вн.чс.нение влияьия отдельных элементов па провеса ctpvktvpo-обт'^зов-лпия;

- изучение связи свойств комплекснолегированных сталей с их составом и структурой при различном фазово - структурной ссстояпкк:

- построение регрессионных моделей с целью создадим у-.лоснш для управления структурообразованием и свойствами применительно к производству крупногабаритных изделий:

- анализ возможностей использования метастабильного остаточного аустенита для повышения эксплуатационной стойкости цементо-

ванных деталей, путей регулирования его количества и структурных особенностей в связи с характером легирования и условиями термической обработки;

- изыскание способов управления процессами сфероидизачии карбидной Фазы при отжиге;

- определение основных направлений разработки экономичных комплекснолегированных сталей на основе управления их Фазо-во-структурным состоянием;

- промышленное опробование разработанных сталей и технологических процессов.

2 Управление структурообразованием улучшаемых сталей

На основании проведенных исследований было установлено, что наиболее подходяшм методом оценки прокаливаемости глубокопрокали-вагаихся сложнолегированних сталей является построение и анализ термокинетических диаграмм распада аустенита. Для'оценки характера и степени влияния легирующих элементов на параметры термокинетических диаграмм были построены диаграммы распада аустенита ряда сталей, а также проведен регрессионный анализ связи параметров термокинетических диаграмм с химическим составом сталей.

Для сталей, содержащих 0,15-0.65'/ с. о,зо-£,оох ип. о-з,оу.Сг, 0-3.8'/. N1. 0-1,15х но. 0-0.40х V, наиболее тесная связь наблюдается между химическим составом и характеристикой бейнитнои прокали-ваемости - логарифмом времени минимальной устойчивости аустенита в перлитной области. Анализ модели показал, что зависимость бейнит-ной прокаливаемости от содержаний легирующих элементов, кроме марганца. близка к линейной. Зависимость ее от содержания марганца удовлетворительно описывается параболой. Влияние марганца практически отсутствует при его концентрации 0. 30-0, 60'/., слабо выражено до 1, 1'/., а затем резко усиливается. Полученные количественные оценки позволяют на практике реализовать предложенный А. п. Гуляевым принцип взаимозаменяемости элементов, исходя из условия получения заданной бейнитной прокаливаемости. Указанный результат использован нами при разработке стали 35Х2ГННФ (патент Украины 10129).

связь характеристик мартенситной прокаливаемости с химическим составом оказывается менее тесной. Установлено, что при комплексном легировании основное влияние на мартенситную прокаливаемость оказывают никель и молибден. Влияние хрома выражено несколько в меньшей степени, чем в более простых системах. Температурный ин-

тсрвая бейнитного превращения определяется в большей мере степенью легирования, чем его характером. Злектроннскикроскопическим исследованием подтверждено наличие в. структуре иадокикелезых комплекс-яояегироЕаниыя сталей нижнего бейнита посяй термической обработки, моделирук-шей закалку крупногабаритного изделия.

Е структуре закаленных комплекснолегкровзннык сталей сыяялено наличие нескольких морфологических типов мартенсита. Преоблад,далии является пакетный (реечный) мартенсит. Изредка наблюдаются начета с двойниксво сзг.зачндаи рейками. Наблюдаются также юуиныо ¡ог~лс-таллы (пластины) мартенсита, преимущественно содержание дислокации. У отдельных мартенситкых пластина:-: сод:~.~атггт двойка* Резинная ориентировка матрицы и двойника удовлетворяет изесот ним крясталлогеометрическим соотношениям.

В комплекснолегированной хромомарганиевовольфрамовой стали, ссдержашей около ix хрома и 0,30z углерода, после термического улучшения карбидное превращение выявляется с трудом, в основном, с помошью никродифракции карбидных частиц, экстрагированных в реплику. о возможности карбидного превращения з такой стали свидетельствует оаку.е немонотонный характер изменения иикроискажений кристаллической решетку: в зависимости от температуры с-тлуска. акзсиз годгггшшг. характеристжс и нмкродифрокаиэчшл iwtjjh ^ет

преапололкть реализацию превращения по механизму "ко место".

в сталях с ?.'/. хрома и о, ?ОУ углерода уарбу.дмоо гроьроюупУК обнаруживается легче 3 -большинстве случаен .-:<чр6йдну:о ол.оу у '.-о-тся ^азас-лить химическим путем. Характер изменения паулу-троу -оо^ой структуры и свойств в зависимости от температуры отпусча аоз—.у.и-я считать, что карбидное превращение происходит по механизму раство-ррния-г-ыделонйя (старения). G этим согласуются ч ргг.ультата. чиг.о-'-родственного эаре&2пения количества карбида*ой Фазы.

Методом регрессионного анализа для сталей, содержащих 1-3'/. Сг, 0,5-2,ох Кп и до IX Но, получена зависимость содержания хрома в тзорлом i-TOiEor-o от згянгегского состава стали и температуры от-руекз. Модель позволяет оценить условия карс-гоообразоуания п'-и отпуске сложнолегирозанной стали и может быть использована длл управления этики процессам. комплексное легирование способствует образованию специального карбида при меньшей концентрации основного элемента, но смешает процесс в область более высоких температур.

Установлено, что при образовании тригокадьного карбида повышение температуры отпуска в интервале 600-650° С сопровождается также увеличением количества цементита <рис. 1). При этом содержа-

кие легирующих элементов в цементите заметно уменьшается. Этот Факт, а также выявленный в ряде случаев характер расположения смеси дисперсных частиц цементита и карбида хрома в виде россыпей вокруг более крупных ценентитных частиц (рис. 2) позволяют предположить, что растворение легированного цементита в процессе карбидного превращения приводит не только к росту частиц специального карбида, но и к появлению новых дисперсных частиц цементита.

Для термодинамического объяснения этого явления нами по аналогии с данными А. А. Жукова о спинодальном распаде цементита по углероду было выдвинуто предположение о его расслоении по хрому и существовании двух видов относительно стабильного цементита - нелегированного и предельно насыщенного легирующими элементами. Предложена гипотетическая схема сечения поверхностей энергий Гибб-са цементита (сложная поверхность типа "минимакс"), тригонального карбида и твердого раствора, из которой следует предпочтительное существование при определенных температурах смеси твердого раствора. нелегированного цементита и тригонального карбида по сравнению со смесью легированного цементита и твердого раствора. Таким образом, карбидное превращение при отпуске и связанные с ним особенности структурообразования можно рассматривать как результат ме-тастабильности, возникшей при обработке. Образованию новых частиц цементита способствует сохранение повышенной плотности несовершенств кристаллического строения и концентрация на них углерода.

Установленный Факт образования наряду с тригональным карбидом новых, частиц нелегированного цементита позволяет объяснить сохранение высокой дисперсности карбидной Фазы в комплекснолегированных сталях вплоть до практически используемых температур отпуска даже в тех случаях, когда превалирующей карбидной Фазой остается цементит. так, в стали ЗОХГВТ повышение температуры отпуска от 550 до 635*с сопровождается увеличением среднего размера карбидных частиц всего на 20х, а в стали 35Х2ГННФ в этом температурном интервале изменение средних размеров частиц карбидов практически не наблюдается. Характерным для структуры комплекснолегированных сталей после закалки и отпуска при 600-620"с является относительно равномерное распределение карбидных частиц. Как показывает статистический анализ, при одинаковом уровне прочности размеры карбидных частиц и расстояния между ними у конплекснолегированной хромомаргандевой стали заметно меньше, чем у хромоникелевых сталей типа 35ХНМ,

Установлено, что на кривых зависимости величины микроискажений кристаллической репетки <¡4-Фазы от те-мпературы отпуска комплек-

Г-*Г> я

400 4=0 5В0 550 600 650 Температура отпуска,°С

Рисунок 1 - количество цементита (1) и тригонального карбида (2). а также содержания хрома в

ник (соответственно з и 41 в стали 30Х2ГМФ

бг.. п/г) 4

1с00 ?50

р-'-'Ч-Г". 1

Рисунок 2 - Скесь дисперсных карбидов изс и и7с3 около крупной частиды цементита

в структуре стчли ~0"2Г"Т - х 24000, б - ~еектроч'Г'.'.'^нкг

40

040 0,9'! ?>й н1,% К 01

.....! Г

I ;

,, I !

о 1 °

; о

о 9 в лзг

0,90 1,1*0

Рисунок 3 - Мгханические свойства комплекснолегированных сталей в зависимости от содержания никеля

а

снолегированных хромомарганаевых сталей обнаруживается два или три интервала возрастания или стабилизации этой величины при повышении температуры отпуска, мы увязываем это явление с различными стадиями карбидообразования: образованием сегрегации атомов хрома типа зон Гинье - Престона, когерентных и стабильных частиц тригонально-го карбида, в соответствующих температурных интервалах наблюдается также возрастание или стабилизация значений твердости и других структурно чувствительных свойств, после отпуска при температурах выше бОО°с происходит резкое снижение микроискажений решетки. Результаты рентгенографических и злектроиномикроскопических исследований свидетельствуют о существенном изменении характера структуры: уменьшается плотность дислокаций, происходит их перераспределение, Формирование субзеренной, а местами и зеренной структуры феррита. Процессы эти происходят неравномерно и более выражены в крупных мартенситных кристаллах, чем в рейках. Наблюдается также интенсификация образования субзерен в области карбидных частиц.

Повышение температуры отпуска до б40-б50°с приводит к существенному увеличению доли тригонального карбида в структуре и замет-"ной коалесценции частиц карбидной Фазы, так, после отпуска образцов стали ЗОХГВТ при 650сс средние размеры карбидных частиц увеличились на 60'/ по сравнению с отпуском при егб^с. Одновременно происходит укрупнение су6структурных элементов и образование рекрис-таллизованной структуры в Феррите.

затрудненное растворение карбидной Фазы в комплекснолегиро-ванных хромомарганцевых сталях приводит к необходимости существенного (на 80-100°С) перегрева таких сталей по отношению к критической точке Ас2 при нагреве под закалку. Установлено, что при таком нагреве происходит и некоторое растворение химически более стойкой части карбидного осадка (карбиды или карбонитриды титана и ванадия) . Предположительно облегчение растворения тугоплавких карбидов может быть обусловлено наличием в них атомов менее сильных карби-дообразуюших элементов в условиях комплексного легирования. Это подтверждается также различной кинетикой роста зерна аустенита в хромованадиевой и хромомолибденованадиевой стали.

3 Свойства термически улучшенных сталей

Изучение механических свойств комплекснолегированных хромо-марганцевых сталей после закалки и отпуска при различных температурах показывает, что высокий уровень свойств, сопоставимый со

свойствами хромоникельмолибденовой стали, удается получить з том

случае, когда в практически используемом интервале температур отпуска происходит в небольшом объеме (до ioz. от_ всей карбидной Фазы) образование тригональяого карбида хрома, в этих случаях формируется благоприятная структура. состоящая из частично полнгоаизо-ванной Феррятаой катрииы и равномерно распределенных дисперсных (около о.ю ккк) карбидных частиц. На кривых зависимости прочностных свойств от температурь* отпуска в облаете образования спепкадь-ного карбида Фиксируетеслабо рцраженная вторичная твердости, которая обычно не сопровождается снижением вязкости.

Проведение анализ иеггвизиов *лрочкени« ¿оказал, что э= счет сохранения дисперсности карбидной Фазы в комилекснолех^ирокакной хромомарганаевой стали по сравнению с хромоникельмолибденовой компенсируется влияние твердорастворного упрочнения никелем. Установлено также, что в области температур отпуска 450-500"С реализуется дополнительный механизм упрочнения, по-видимому, обусловленный образованием сегрегации растворенных атомов типа зон Гинье-Престона. Для объяснения Феномена сохранения пластичности и вязкости выдвинуто предположение, что при дисперсионном упрочнении яуть с во ного пробега дислокаций определяется расстоянием между истица.

По результатам активного эксперимента получены г'бг'ре^сисс-т.те модэля, опксываюси<? ьлияние химического состава на свойства i-o.'-m-дексиолегирсвавшк сталей при моделировании условий гер.чиче*"тк oiPiOo гки крупногабаритного (1000 ми; изделия. йссдедоаан;-ти~ с г-содержали ( мае.): С-0, Zc-O, 43; Нп^О, 70-1,45: Si- О. Г:-о СГ-1, 60-3, 20: ÏÏ1-о. 70-1, 90; Мо = 0, £6-0. 52; V=0. 05-0, 1С. ак.тпиз моделей позволил выявить некоторые особенности влияния элементов на свойства конплс-хснолегированккх сталей в условиях, когпз стпук•":■'-РОобразовзЕ'Че связано с предварительно созданной нотаста^ильност;-о (рис.3). Установлено, что никель при этом оказывает отрицательное влияние на предел прочности. Степень влияния никеля на ударную вязкость ослабевает с понижением температуры испитания. р случае кспчтачйл при -ро°с ег.> влияние становится статистически иезкачя-иым. В то же время обнаруживается положительное, хотя и слабо выражение, едиякие хрома на эту величину. Полученные результат; свйдет-зяьству»т о ток, что при комплексное легировании алидаде элементов не только не является аддитивным, но может изменяться saxe характер этого влияния, если структурообразование сопровождается изменением стабильности состояния вследствие температур-но-временного воздействия. Особенности влияния никеля на свойства

комплекснолегированной стали обусловлены ускорением коалеспенции карбидной Фазы при отпуске.

После моделирования закалки крупногабаритного изделия с получением смешанной структуры магтенсита и бейнита (преимущественно нижнего) уровень механических характеристик, особенно ударной вязкости, комплекснолегированных сталей оказывается несколько ниже, чем в случае закалки на мартенсит, что обусловлено менее равномерным распределением карбидных частиц в структуре. В то же время полученные значения свойств для ряда исследованных составов, в частности, для стали ЗЭХгГмКФ, удовлетворяют требованиям категории прочности КП-686 ГОСТ 8479-70. Указанный стандарт для таких случаев рекомендует лишь стали, содержащие г-зх никеля.

В 60-х - 70-х годах нами совместно с Б.Б. Винокуром высказывалось суждение о недопустимости повышения содержания углерода в комплекснолегированных хромомарганцевкх сталях свыше о, 30*. Последние исследования показали возможность получения высокого комплекса свойств в таких сталях при содержании углерода даже более 0.40И, если состав стали обеспечивает небольшую степень протекания карбидного превращения с образованием тригонального карбида при практически используемых температурах отпуска. Это важно с точки зрения удовлетворения требований современного машиностроения в материалах повышенной твердости и износостойкости.

Вопреки установившемуся мнению об отрицательном влиянии ' процессов карбидообразования при отпуске на проявление обратимой отпускной хрупкости установлено, что в случае образования небольшого количества специального карбида хрома, когда возникает благоприятная структура, а твердый раствор еше не полностью освобожден от карбидообразуюших элементов, склонность к обратимой отпускной хрупкости невелика. После медленного охлаждения с температуры отпуска ударная вязкость немного снижается при сохранении вязкого "чашечного" излома. Это можно объяснить сегрегацией примесей на межфазных поверхностях Феррит-карбид.

Легирование комплексами У+Т1, Но+Т1 снижает чувствительность к охрупчиванию в большей мере, чем легирование только вольфрамом или молибденом. Это может быть обусловлено тем, что комплексное легирование создает предпосылки для перехода части атомов титана в твердый раствор и проявления взаимодействия нежду титаном и ФосФо-рон. затрудняющим миграцию фосфора к границам зерен (Ю. И. Установщиков, о. А. Банных). Возможно также влияние титана через измельчение зерна и снижение за счет этого степени сегрегации фосфора.

Экспериментально показано, что по усталостной прочности и чувствительности к надрезу (испытания образцов с различной глубиной и.нормой надреза) комплекснолегированные безникелевые стали не у.—унз»т традиционным хроксгглкелевын. с помошыо испитаний ;?а паят-никсвом коаг-е с пьезодатчккон и электронно-вычислительным устройством показано, что при комплексном легировании не выявляете,; положительное влияние никеля ка работу развития трешикы.

Проведено прямо» эксп-лтментальяое изучение механический характеристик и их т-.т;предельная по с-чгки» на крупногабаритныто-ковках-пробах диаметром до 900 мм сталей 40ХН, 35ХНМ, 34ХНЗН, 30ХГ£Т, п-ОаГйх-. ¿ОХГВИ. ЗиХсГНТ, ЗОХЬГгмТ й ЗбХсГННФ. ЛРА этой подтверждены сделанные ранее выводы о возможности получения в ком-плекснолегированных сталях на хромомарганпевой основе уровня свойств того же порядка, что и в хромоникельмслибденовых сталях при условии обеспечения необходимой прокаливаемости и реализации в процессе отпуска карбидного превращения с образованием небольших количеств тригокального карбида хрома.

Показано, что характер распределения свойств по сечению определяется не тол;,:со прокаливаемостью стали- по и усяогиякя Чем больсе масса слитка, а. следовательно, уков. тек менее ьи^ле-но игнсясиие пластичности и вязкости по сечению. Покатано, иго г;ри назначен;«'; укоза следует учитывать степень деформации при аре.:алг-г-ей осадке.

Стали ЗОХ Г ВТ и ЗУКгГйТ внедрены з произведете" на Но!3;;к_т-::а-торскоч чазашострэителыюм заводе. Эти стали были иключгпч барочник стали для машиностроения", 1969 г. , справочник "Натруигди 5 машиностроении", т, Е, 1968 г. и начали применяться на многих предприятиях страны. 3 70-х годах на Новокраматорочом йри

производств Тг-желого прессового оборудования внедрт-м спэрквгечзд' сталь 25Х2ГМТ (разновидность стали ЗОХ2ГМТ). Была таете исследована и внедрена в производство сталь для отливок 35ХГМЛ. Только в условиях ш13 СУМИаРНТСЙ годовой зкспоничб "кий ¿ффгкт с- "с7.-7л20-: ания кобт;; составлял около 450 шс. руС.

в настоящее время на ао нкиз сталь зохггмт широко применяется пга производстве ответственных крупногабаритных изделий. Пронечзно успешное промышленное опробование стали ЗбХйГНйФ. Производственный опыт свидетельствует о целесообразности применения стали 30Х2ГНТ для поковок сечением до 700 мм категории прочности КП-686, а также изделий большего сечения более низких категорий прочности. Сталь 35Х2ГНМФ рекомендована как заменитель сталей типа ЗбХНЗН и 35Х2Н2М

при производстве крупногабаритрных изделий (сечением до 900-1000 мм) категории прочности КП-680.

4 Управление структурой и свойствами цементуемых сталей

При получении в результате закалки мартенситной или мартенсн-то-бейнитной структуры механические свойства сталей различного характера легирования в сечениях до 200 мм после закалки и низкого отпуска оказываются близкими. Наблюдается тенденция к возрастанию относительного сужения при увеличении содержания никеля.

На основании результатов активного эксперимента были построены регрессионные модели влияния состава на механические свойства сталей, содержащих (X нас.) 0,12-0,21 С; 0,30-1,40 Бх; 0,50-1,50 Ип; 0,90-2,20 Сг; 0,35-2,60 Н1, при условии моделирования термической обработки крупногабаритного (сечением 400 мм) изделия. Анализ моделей показал, что упрочняющее влияние никеля и особенно марганца выражено весьма резко. Такое влияние элементов является не прямым, а опосредствованным - через прокаливаемость: структура исследованных образцов изменялась от бейнито-мартенситной до Фер-рито-перлито-бейнитной. В то же время результаты исследования показывают возможность получения в кокплекснолегированной малоникелевой стали типа 20Х2ГСН достаточно высокого уровня свойств в крупном сечении (предел текучести около 700 Н/мм1, предел прочности около 1000 Н/нн". относительное сужение около 50'/:, ударная вязкость около 100 Дзк/см1).

Особый интерес представляет влияние легирования на свойства цементованной стали как сложной системы, подобной слоистому композиционному материалу. Многочисленные экспериментальные результаты и их регрессионный анализ свидетельствуют о выраженном положительном влиянии никеля на прочность цементованной стали при статическом, ударном и повторно-переменном изгибе. Для объяснения механизма такого явления в работе привлечены известные представления о влиянии никеля на распад мартенсита при отпуске, энергию активации движения дислокаций и энергию взаимодействия дислокаций с примесными атомами. Интересно, что в ряде случаев предел прочности образцов размером 15x15x100 мм с глубиной слоя 1,5 мм оказался практически равным пределу прочности насквозь цементованных образцов, это свидетельствует об определяющем влиянии свойств слоя на прочность цементованной стали. По-видимому, положительное влияние никеля на свойства мартенситной структуры проявляется наиболее за-

- 19 -

метно в случае знсокоугдеродпстого картенспта.

Остановлено, что кремы-а укеиьсает глуокну цементации я целом и зоуууогугочоуо-л зон:-' р частности, уоммерао з ? рауу онтеноуууооГ тек ьлуоль, ;<чо сл^ууот учитывать ору управлении Фаооро- структурный оостоятур-н цоконужанной стали, Наиболее сунесттуопно тормошит рост <>;'сгекпо^ого оорна никель, причем влияние это усштзэс- rc-л по меру твелтепутя дпттгяьногти при температуре яементашш.

Пооое оуштоооно:! иснокслиин loo чле^н: средний дианзтр оустоуу -го зерна стали 12ХНЗА в 2, Ъ-3 раза меньше, чем б хрононаргаадсьо.с-релл^с lUii czar.;':::, сслсгжап::-: no -v nw-p*. Обн»ру*еяяое явление мы ооьясчясм yifadoaaHHou оогпоуран::т"ю::1 оггтгпгчй отом"» »тги.пч (A. Joshi) к повышением никелем сил междуатомной связи з кристаллической решетке. Из полученного результата следует необходимость дополнительного легирования безникелевых и малоникелевых цеме5:туе-мых сталей элементами, тормозящими рост аустенитного зерна, в частности, титаном. Вопреки установившемуся мнению не обнаружено значимого влияния марганца на рост зерна. Аналогичные данные были

Уст-ууозпсчо, что контактная выносливость пементойанноо оголи определяется в оопьшоп мере параметрами Фазлро-структурнсго ооо-го--лния цемечтоьзнйого олоо, чс-м непосредствен;1-; лэгиро^ооием. У.уу у стали соУсГНТЛ макоиигльная контактная прочность соотуототзу,-у оо-дкржоупю >т.осроо.а Е слое около i, он при угоутсуьич з civ ■ --.оуу-ууупнну из^кт./^нну уароупои Отрицательное плияние у:----'ого!.'уу- -.то-оидов наояк-дагу таУле при исследовании ii:.!;ococ,r,ooyoo ту ' о: 100Х4Ггс: твердость и износостойкость возрастали с повышением тен-

ти ойшоург-чяты;: предо ;авл<?кии отьосит»мьно цо.>!:?:оог>гсу«;усто уо-у-о-ва зазвтектоидныу сталей под закалку лишь незначительно выгое Лс>. По-видимому, такое влияние карбидов обусловлено усилением неодно-ролттост'-; пластической «елормадии и возникновением локальных искажении КрнСУ-^ЛЛЯЧОоуоК Р5£С-ТКИ у ИХ ГГ'-ЗНиИ (Н. У Рыжею.

Впервые установлена зависимость характере, влияыол остл "'оч;-о.го о.уотенита кэ контактную выносливость от уровнь действующих жений. При относительно яеьысочих контактна напряжения ¡- (чиже 2000 н/нм2, в условиях нашего эксперимента) остаточный аустенит повышает контактную долговечность, при более высоких - понижает. Это проявляется в уменьшении наклона кривых контактной выносливости.

Повышение остаточным аустенитом контактной выносливости при относительно кобельком уровне действующих напряжений объясняется в

работе как увеличением энергоемкости металла в процессе нагруже-ния. так и главным образом повышенной прочностью мартенсита деформации. образующегося в процессе испытания. Образование мартенсита деформации в свою очередь предложено рассматривать как результат своеобразной термомеханическсй обработки, при которой мартенситное превращение происходит в процессе деформации. В данном случае структурообразование также связано с предварительно созданной ме-тастабильностыо, однако последняя является результатом деформационного воздействия. Реализовать на практике такую обработку можно с помощью поверхностного пластического деформирования или приработки при невысоких нагрузках цементованных изделий со значительным количеством остаточного аустенита в исходной структуре. С помощь» программных усталостных испытаний показано, что изменение наклона кривых контактной выносливости под влиянием остаточного аустенита следует учитывать при расчетах зубчатых передач, работающих в условиях спектра нагрузок.

Показана также возможность использования метастабильного остаточного аустенита для повышения износостойкости цементованной стали при абразивном изнашивании. Обнаружена определенная корреляция между износостойкостью цементованной стали, содержанием остаточного аустенита и его наклепываемостью при изнашивании, определяемой по уширению рентгеновских интерФеренций. Показано, что остаточный аустенит цементованного слоя хромомарганцевой стали более склонен к наклепу, чем хромоникелевой.

Установлено различие характера профиля рентгеновских интерференции остаточного аустенита хромоникелевой и хромомарганцевой стали после закалки с цементационного нагрева. Линии аустенита хромоникелевой стали представляют собой обычный К¿.-дублет, уширенный в сторону больших углов . У остаточного аустенита хромомарганцевой стали проявляется асимметрия со стороны малых углов » что может свидетельствовать о его концентрационной неоднородности. Аналогичное изменение профиля линии наблюдалось и у хромоникелево-го остаточного аустенита в случае закалки с отдельного нагрева (рис.ц). При этом линия заметно уширяется. Такое уширение линии нельзя объяснять одними микроискажениями решетки, как это делали некоторые авторы (К. Н. Любарский), хотя повышение микроискажений решетки остаточного аустенита в этом случае действительно имеет место. Возникновение концентрационной неоднородности остаточного аустенита мы объясняем как его Фазовым наклепом (см, ниже), так и проявлением подготовительной стадии бейнитного прекращения. Пос-

а, в - закалка непосредственно после цементации, б - закалка с отдельного нагреза

Рисунок ~ - профили рентгеновски" ■интерференция (3?1) остаточного аустенита ст?л«{1 12ХНЗА {а, б) и ЗОХГТ

а б в

Рисунок 5 - Морфология цементита в перлите после неполного отжига с изотермической выдержкой при тоо°с 2 (а), 10 (б) и 60 (в) нинут

к 10000 (РЭМ)

ледний Фактор является решающим. В частности, отсутствие концентрационного расслоения хромоникелевого аустенита после закалки с цементационного нагрева обусловлено повышенной его устойчивостью.

Предложен ряд новых технологических способов управления количеством остаточного аустенита в цементованном слое. В связи с. возможностью использования метастабильного остаточного аустенита предложен способ повышения его содержания в цементованном слое посредством закалки в горячем масле со стабилизирующей выдержкой. Установлено, что аустенит, полученный после такой обработки, характеризуется высокой упрочняемостью при пластической деформации и склонностью к мартенситному превращению при нагружении. Вопреки установившемуся мнению показано, что при определенных условиях (повышенная до 1,3-1,5'/ концентрация углерода на поверхности) хро-момарганцевотитановые стали с IX марганца не менее склонны к сохранению остаточного аустенита. чем хромоникелевые с 3-4у никеля.

Показана возможность использования отпуска в температурном интервале второго превращения для понижения содержания остаточного аустенита в цементованном слое и повышения твердости. Остаточный аустенит хромоникелевых сталей более устойчив по отношению к распаду при отпуске, чем хромомарганцевотитановых. Как показывает рентгеноструктурный анализ, распад остаточного аустенита при отпуске сопровождается увеличением ширины его интерференции и аномалией их асимметрии, что свидетельствует о концентрационном расслоении, характерном для бейнитного превращения. Показано также, что аустенит, оставпийся после частичного распада при отпуске, характеризуется пониженной упрочняемостью и малой склонностью к мартенситному превращению при нагружении.

Выбор конкретных путей регулирования остаточного аустенита определяется условиями эксплуатации изделий. Возможности использования метастабильного остаточного аустенита ограничены как уровнем действующих напряжений, так и допустимостью размерных изменений в процессе эксплуатации или обработки. Различное влияние остаточного аустенита на долговечность зубчатых передач в связи с уровнем действующих напряжений подтверждено эксплуатационными испытаниями.

В связи с потребностью современного машиностроения в полосовом прокате цементуемых сталей со сФероидизированной структурой для производства изделий методом холодного выдавливания проводили анализ возможных путей интенсификации сФероидизируюшей обработки. Исходя из результатов работ А.А.Баранова, J.Irani, К. Е. Должек-кова о влиянии деформации на процессы сфероидизации и представле-

ики о структурном наследовании (В. Д. Садовский, Н. Л. Бернгатейн. С. с. Дьячгнко) 5>.'ла выдвинута идея использования структурных измене::-"'".. г::?"С7пгатг горячей деформацией, для управления процессами с?-...при последующем ;тжиге ^читшзлк гакже лунные Г. д. Сухомлина о морфологических особенностях агкеа*&зд в

изучали злпяпке условий деформации и последеФоркаииоинсто охладей ия на структуру стели 13ХГТ, вреднапкаченяой для изгот:-зле-чн/. толея ¡гьдшианико», и чс изменения при сф^рсидизн^ушен тенге. Устс^оБлеье, иго ибо пес равномерная сФер^идизирор-:; чн-зя с ура без участков структурно свободного феррита получается в случае ис-Хода^й стгуктуг-ъ!. Для полу?®!»«« посяепч^ц »ч>*ячу& деС-ор

мази» целесообразно заканчивать при высокой температуре (осле*; 1С00°С). Расширению допустимых условий деформации способствует ускоренное последеФормаиионное охлаждение.

В последние годы для производства цементуемых изделий с помощью холодного выдавливания начали использовать углеродистые стали. Установлено, что в углеродистых сталях сФероидизавдга цементита при отжиге способствует сохранение в исходной структуре повышенной плотности несозерш.еас'.б кристаллического строения. последкэ* достигается прокагчой с >меренични обжатиями при поккх.-чшыу гоч'лчрл-турак. показано, что влияние исходной структуры "роцоссы соег-г--йдиз-даии пои отжиге в данном случае обусловлено яасл-«>дстьйт:пой передачей струы:урвый у5говерй"Иств при послеасвателыг:;-. ~ "'У ..ревраленпйк. даже спи протекают по норма^ь^огу м^гипзнг

Обработку, :из рег^лентирСчеаннои гогячеи диФс-^^ао,-." последующего сфероидкзируюзйго отжига, предложено уассмлт'п'^вть как предварительную разупрочняюшую термомеханическую обработку.

прямчнн нссл^доват-шями с помощью растровой олектронксЛ роскопии показано, чао образование структуры зерну с тор: н'-г-ллта при отжиге с Фазовой перекристаллизацией может происходить посредством распада ауг.теиита на перлитные колонии с зидоизмененной Циркон цементитных кристаллов - типа стерлпей и лен" я ¡яего их дробления и сФегоидизлдин при сусури"!;чоско^ ;;.пк

медленном охлаждении 'рпс.5).

Проведенные исследорания показывают целесообразность л^лфе-рениированного подхода к вопросам разработки и выбора ценен-г/олых сталей для деталей машин, в частности, зубчатых передач. Безникелевые и малоникелевне стали рекомендованы для изделий, долговечность которых лимитируется контактной прочностью, для зубчатых передач. работающих в условиях значительных изгибающих нагрузок

-Неударного характера,рекомендованы стали с повышенным содержанием никеля. На Горловском машзаводе была внедрена сталь 25Х2ГНТА и технологический процесс ее химико-термической обработки. В настоящее время заводом принята к использованию сталь гохггснт. На Донецком металлургическом (1984 г.) и Таганрогском комбайновом (1990 г. ) заводах внедрены технологические процессы разупрочняюшей ПТНО проката и штамповок из сталей 10ХГТ и 25ХГТ. Суммарный годовой экономический эффект от использования указанных разработок составил около 212 тыс. руб. в ценах до 1991 г.

5 Управление структурно-Фазовым состоянием и свойствами аус-тенитных износостойких сталей

рассматриваются некоторые возможности использования комплексного легирования для управления Фазово-структурным состоянием и свойствами аустенитных износостойких сталей. Учитывали возможности использования мартенситных превращений при нагружении для повышения упрочняемости и износостойкости (И.Н. Богачев. М. А. Филиппов. Л. С. Малинов, Т. Ф. Вольтова). Такие превращения рассматриваются в работе как результат нетастабильности, созданной деформационным воздействием.

Установлено, что легирование марганцовистой стали хромом при уменьшении содержаний углерода и марганца существенно снижает склонность к трешинообразованию. Это может быть обусловлено увеличением энергии активации самодиффузии железа, что затрудняет развитие вторичных полигонкзавдонных границ в литом металле. Показано, что между ударной вязкостью и склонностью к наклепу аустенитных износостойких сталей в рамках определенной системы легирования существует корреляция.

оптимизацию состава стали проводили по известному методу Бок-са-Уилсона. Оптимизируемыми параметрами считали ударную вязкость и максимальную степень упрочнения, определяемую по изменению микротвердости при наклепе, в качестве варьируемых Факторов принимали содержания хрома, никеля и молибдена. При составлении матрицы планирования основной уровень по содержанию этих элементов принимали соответственно 2.0; 0,3 и 0.25*. интервалы варьирования - 1.0; 0,3 и 0, 25'/:, Во всех плавках содержания углерода и марганца принимали соответственно около 0,7 и 7,Ои. в качестве микролегирующей добавки использовали титан в количестве около О,iz.

Как следует из уравнений регрессии, в данном случае все три

расскагриваекнх элекенга повша»т ударку» вязкость я упрочняе-хость. Однако, ара реализални крутого яосхохвгяия было установлено, «те возрастание- ?:ст1!ентр?пии хрома свыше 3. ьу, «тике ля "б^л^е ь СУ. л медичек.» солее о, ?">". приводит г. с1Ш>.-":я£а> с*; ей; ни елптьня этих •гдекектоп. оптимальному значения свойств соответствует сталь состава ТОГ7Х4К^н. Достаточно хорсвгае результаты ногу г оыть 1-оду-

" на более экономичной стали с несколько меньшими содержании-ги нптетя и хрзка

Как и стандартная сталь гадФильда> сталь /0Г7Х4НСй ир^дсшлст склони???!. " Хля^столкость конплекснолегировапноп

с »¿ли Слизка г. тскозэй: у стан.тартюй стали Гаптильдч. так*« зом, при комплексном легировании никель оказал положительное влияние на ударную вязкость при комнатной температуре и упрочняемость, но не оказал влияния на хладостойкость, что противоречит известии-: литературным данным о влиянии этого элемента при дополнительном легировании стали ПОП3/1, Это подтверждает высказанное ранее положение о возможном изменении направления влияния элементов при комплексном легировании. Такое влияние обусловлено изменением ><"-тсТ-чкес-ст:-! аусгепита и егс склонности к нагтепситноку -.■

прт яаггужеяни

аре-ас;«ьное упрочнение стали 70Г7ХЧ-Н2Н оказквастгя бцдй, чем ■'тандартпот. стати ПОГПЯ (соответственно 3, & и ?..":. Как ранчгеногра^итеские исслгас&анкя, наклеп сопровождается рорлн^ем ■"трлоурн к увеличением Физического ушнг>е'.;л>: лрктт ' ; !!ущос'.:венто в связи с ростом никроискалений ргисчк^. Ма.: ударного наклепа, так и после испытаний на ударную вязкость обна-рух-.инапся -¿-Фаза, являющаяся марте/'ситсм деч-оркая"г-:. Еэ ?о при максимально;! наклепе достигает гсх. отсюда следует, '■>:•• вая сталь является сталью с метастабильным аустенитом, а, следовательно, по сравнению со сталью ГадФильда в ней реализуется долол-механизм упрочнения, обусловленный изменением стабиль-ноет:' при дйФормаУиспиом воздействии.

Злектрокноиикроокоаичесное исследование свидетет'-ствует о га-ли'Ш'п в структуре посте наклепа -Г, «с и с вас». Таким образом, образование нартепсита в лампей стали происходит чзрез. проиежугоч-ную £-Фазу, Кольпевой характер электронеграммы аустенита свидетельствует о существенном диспергировании структуры. Размеры структурных элементов имеют порядок 0,3-0.5 мкм. это соответствует данным Л. Г. Коршунова об образовании ультрадисперсных структур при наклепе аустенитных сталей, полученным для стали 110Г13Л.

- гб -

По данным рентгеноструктурного анализа концентрация деформационных дефектов упаковки при предельном упрочнении оказывается близкой в новой и стандартной стали - около о,озо. Это свидетельствует о близких значениях ЭДУ аустенита обеих сталей, ш полагаем, что одна из причин высокой упрочняемости хромомарганиовистого аустенита в комплекснолегированной стали состоит в том, что хром, как и марганец, может забирать на свою Зй-полосу 3<1-электроны атомов железа, следствием чего должно быть усиление взаимодействия атомов за счет составляющей ковалентной связи.

Для опенки отклонений асимметрии рентгеновских интерференции была разработана методика определения "нормальной" асимметрии К^ -дублета, основанная на математическом анализе аппроксимирующих функций Коши первого порядка. Профили рентгеновских интерФеренций как стандартной, так и новой стали в литом и закаленном состояниях представляют собой выраженные К^-дублеты со степенью асимметрии, близкой к теоретической. Наклеп приводит к возникновению аномалий асимметрии. После предельного наклепа линии проявляют небольшую "левую асимметрию". Такой характер рентгеновских интерференции, как отмечалось, ны объясняем неоднородностью твердого раствора.

Известно, что концентрационная неоднородность вообще присуша марганцовистому аустениту (В. Г. Гавршшк, в. С. Литвинов). Однако такая неоднородность обнаруживалась лишь методом мессбаузровской спектроскопии, что свидетельствует о ее высокой локальности. Похаю полагать, что неоднородность, выявляемая рентгенографически по изменению профиля линии, соответствует более крупным структурным элементам - порядка 10 нм. По аналогии с понятием рентгеноаморфных материалов можно ввести понятие о рентгенографически неоднородном твердом растворе. По-видимому, областями такой неоднородности могут быть протяженные структурные несовершенства. Естественно, что деформация приводит к образованию таких областей.

Остаточный аустенит цементованных сталей в большинстве случаев рентгенографически неоднороден в большей мере, чем деформированный твердый раствор аустештной стали. Это может свидетельствовать о решающей роли в этом Феномене подготовительного этапа к его распаду по бейнитному механизму, протекающего при низком отпуске.

Сталь 70Г7Х4Н2Н использована для злектроплаковой наплавки при восстановлении режущей кромки черпаков драг в прнк по "Лензолото". В результате увеличения износостойкости режущей кромки и повышения производительности наплавочных работ в связи с отсутствием треии-нообразования в 1984 г. получен экономический эФФект 294 тыс. руб.

- 27 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

' 'в' диссертаций яако'и:вое рвдонк? яаУпго-техническоЛ• проблемы п^г-або"'!-н г; рапл-./нального арименения экономичных наги«ност?с;;т"Ль-аяг сталей с заранее заданными свойствами. заключающееся в создали спосгбов упраклмдая ?гзово-структурнни состоянием комплекс ::о-[егированнык сталей, связанных преимущественно с ксаользовынеи »етаста&нльиссти. обусловленной воздействием темиеря.т/рнс- вге-'-ля-шн или ¿ефорнахш&ншш Факторов.

В диссертации представлены новые научно обоснованные техни-!»ггкие репниц», разработка и котскш ггссл?

гый вклад в ускорение научно-технического прогресса.

На основании результатов выполненных исследований сделаны :ледушие основные выводы:

1. Установлено, что при комплексном легировании структурооб->азование, связанное с предварительно созданной метастабильностью, :пособствует изменению не только степени, но и характера влияния ¡егигуктаих элрмрнтоя на свойства.

¿оказаг.о, что положительное влаянле никеля на ¡дастичность рвзли?уется к преинушественно однофазна ст{«->кт>ч у мартгнсит, а:'сток'<т>, Если в термически улучеонной стали г'р-.*. ■'.*:-еускс протекает карбидное превращение, никель вопреки е.*ях>т>ин<г •>;•»! ;редстззлеккч^ иожзг снижать прочность и не оказшать {'ороамтел--»-огс влияние пн кл-зп.остоккость. в аустенитяой комплексйолеркр.'т--г гей стали •шк-ч» «улет повиаать упропняеиость и ударчуг» ь«п>лс-<- <.

2. Получены количественные соотношения для решеш;л задач.--, ¡ззкмозамеряемлсти элементов из условия бейнитной прокаливаемости. [оказало, что мнтерпал температур бейнитного зр<гвт>азеняп '.аее.«?«-!-тся в большей мере степень» легирования, чем его характере;'., ^го :озволяет получать в крупных изделиях из комплекснолегировашшх :ромонаргандевых сталей структуру нижнего бейнита с мартенситом.

Л, £ ст1Л!7Х> легированннтг комплексен карбидообраз.--жйх -.ентогз, образование специального карбида .чгемл наблюдается еныа-.-м его содержании, но смекается з облает*, более гг/соких те1*-ератур. Разработала регрессионная кодааь, позволяющая окен-.а-лть юзможность образования специального карбида хрома в зависимости т состава стали и условий отпуска.

Установлено, что карбидообразовакие при отпуске сопровождает-я изменениями тонкой кристаллической структуры основного твердого аствора. Результаты исследований позволяют предположить в сталях

- г& -

с 0, зоуглерода при г/. крона реализацию механизма "на месте", а при более высоких его содержаниях реализацию механизма старения.

4. Впервые экспериментально установлено, что при карбидном превращении в комплекснолегированных хромистых сталях наряду с тригональным карбидом появляются новые частицы нелегированного цементита. предложено гипотетическое объяснение этого явления исходя из предположения о наличии двух видов относительно стабильного цементита: нелегированного и предельно насыщенного легирутошики элементами. Такой характер превращения позволяет объяснить сохранение высокой дисперсности карбидной Фазы до температур отпуска 620-630° С даже тогда, когда она состоит преимущественно из цементита.

5. Установлено, что в хромистых комплекснолегированных сталях получение при отпуске небольшого количества стабильных частиц трй-гонального карбида сопровождается образованием структуры, состоя-шей из частично полигонизованной Ферритной матрицы с равномерно распределенными дисперсными карбидами, преимущественно нементитно-го типа. Такая структура характеризуется высоким комплексом свойств, не уступающих традиционным хромоникелевым сталям.

6. Разработаны регрессионные модели, позволяющие прогнозировать уровень свойств улучшаемых и цементуемых хромомарганаевонике-левых сталей в определенном диапазоне составов применительно к крупногабаритным изделиям.

Получен обширный экспериментальный материал о свойствах комплекснолегированных сталей непосредственно в крупных сечениях, частично включенный в справочные издания и позволяюпий конструктору более обосновано выбирать марку стали при проектировании машин.

7. Установлены некоторые количественные зависимости влияния легирующих элементов на параметры цементованного слоя комплексно-легированной стали. В исследованном диапазоне составов влияние кремния на уменьшение глубины цементованного слоя и отдельных его зон оказывается примерно в 2 раза сильнее, чем никеля.

Экспериментально доказано, что существенное тормозящее влияние на рост аустенитного зерна оказывает никель, причем степень его усиливается с увеличением длительности выдержки при температуре цементации.

6. Установлено, что контактная выносливость цементованной стали определяется в большей мере Фазово-структурным состоянием цементованного слоя, чем составом стали. Уменьшение концентрации углерода в слое ниже о, 9'/ и наличие в структуре избыточных карбидов приводят к снижению контактной прочности.

Влерзке установлено, что остаточный аустенит по-разному ш-ет нг контактную долговечность в зависимости от уровня дейстзую-их напряжении: снижает долговечность при рксокюс контактных-няг-узках и повышает г,¿л относительно низких.

9, Показана возможность использования метастабильного ос-х-а-очного аустенита для повышения доагсвечности изделий, работашик р.ч незксокяк контактных нагрузках и в условиях абразивного азпа ■ ипапия. Поло.'хитолык мияк.чэ остаточного аустенита 0';г>яскя"т-.в аботе как увеличением энергоемкости материала при наг-рузгении, так . б с.сп:зпо^. лоимвенкоА вечное?*» нчртенсита деформации, обра-уюшегося в процессе испытания ил;: эксплуатации.

10. Предложены нетрадиционные технологические приемы управле-ия количеством остаточного аустенита в цементованном слое. Для величения его содержания рекомендуется закалка в горячем масле со табилизируюшей выдержкой. Показано, что с цель» уменьшения количества остаточного аустенита в ряде случаев можно использовать от-уск в температурном интервале второго превращения.

п. Г;родлох<ч-:о поаятке <*. рентгенографически неоднородных •нордыл растворах, т.е. твердых растворах, неоднородно'". кота „•:. «является по ансиалии профиля рентгеновских интерференции. Ус-;., .оплело. чгс з аустенитнык износостойких стал/:,: аустеии ; гаксч "ч-я рентгенографически неоднородным после наклепа. оствтс»:ькй •енит пйиентовзкного слоя тг оолыпинств® случае", рентген--.рцФинг. к:» х-с «тсроя.'К, что ломлено в значительной уч;-: подг-С!- ;"-::то.!;нч; .роиессами к распаду но бгр^итноку механизму.

12. Впервые показано, что повышенная упрочняемоеть парг^-ч. жстого зустсййта ос сравнения» с никеле гни прогуляете« не только в ¡ысоколегированйш «устепитьмх сталях, но и » кемерт«г;?нвом -.лге :изколегиРованных сталей.

Установлено, что остаточный аустенит хроиомарганиевой стали огл;-- з,чк.-..:; с а жектппчоняого нагрева рентгенографически неоднороден, хгоьникелеодй - практически -диородек.

13. Установлена возможность управленю* структур :•••&разов.е1:ием :ри сфероидизирушен отжиге конструкаиоиной стали путей реглзмен-•ааии параметров горячей пластической деформации, предложено сбгз-;отку, состоящую из регламентированной горячей деформации и сФеро-иизируюшего отжита, рассматривать как предварительную разупроччя->щух> термомеханическую обработку.

Прямым экспериментом с использованием растрового электронного [икроскопа доказано, что образование структуры зернистого перлита

при отжиге с Фазовой перекристаллизацией может происходить посредством сФероидизашш стержневидного цементита перлитных колоний, возникших при распаде аустенита.

14. Обоснована возможность использования комплексного легирования для управления Фазово-структурным состоянием аустенитных износостойких сталей с учетом изменения стабильности аустенита при деформационном воздействии. Обнаружено благоприятное влияние хрома на трешиностойкость. а также никеля, молибдена и хрома з определенном интервале концентраций на ударную вязкость и упрочняемость,

15. На основании проведенных исследований разработаны стали зохгвт, зохггмт, збхггнмф, гохггснт. 7от4нгм и технологические процессы их термической обработки, разработаны технологические процессы разупрочняшей ПТМО полосы и штамповок из цементуемых сталей 18ХГТ и 25ХГТ. В результате внедрения новых сталей и технологических процессов получен годовой экономический эФФект около 920 тыс. руб. в ценах до 1991 г.

Содержание диссертации опубликовано в следующих основных работах:

монографиях:

1. Пластическая деформация и тепловая обработка крупных изделий из легированных сталей / м. П. Браун, Б.Б. Винокур, э. И. Нировс-кий. А. Л. Геллер, л. г. марыошкин. - М.-Киев: Нашгиз, 1961. - 220 с.

2. свойства комплекснолегированных сталей для изделий крупных сечений / М. П. Браун, Б. Б. Винокур, А. И. Кондрашев, А. Л. Геллер. - Н.Киев: Машгиз, 1963. - 210 с.

3. Легирование машиностроительной стали / Б. Б. Винокур, Б. н. Бейнисович, А. Л. Геллер и др. - М. : Металлургия. 1977. - 800 с.

4. Проблемы совмещения горячей деформации к термической обработки стали / А. А. Баранов. А. А. Минаев. А. Л. Геллер и др. - Н. : Металлургия, 1985. - 129 с.

статьях:

5. Геллер А. л. Цементуемые стали для деталей горных машин // Технол. и орг. пр-ва. - 1973. - N 3, - С. 46-49.

6. Геллер А. л. Тонкая структура остаточного аустенита хромо-марганцевой и хромоникелевой цементованной стали // В кн. : Легирование, структура и свойства упрочненных сталей. - К. : ИПЛ АН Украины, 1992. - С. 33-33.

7. Геллер О. л. Вплив х1м!.чного складу на механ!чнх власти-вост! та схильн1сть до навуглецювання економно легованих сталей для великогабаритних цементованих вироб!в // НОМ. - 1996. - N4.

-с. зг-зз.

а. Геллор А. Л Аналитическое исследование связи между пределе'« текучести и твердое тыо, определяс-исй но параметрам малого отпечатка шарика // Ь кн. ; Прокатное гроизводстпо, мотал-оро.",? ли? л т«рякк?ская обработка металлов (Мкнчегнот VCC?. ДонНИИЧерМет. Сборник трудов. Выпуск 2fi). - Лонекк. 1971. - С. 209-213.

9. Гоя-лер о. г., деякх аспект проЗлеми розробки та викорйст^-ня коиаяекснолегочакид стал-:й // В кк : прсблеии .четзлозяз^ечта обробки легованих сталей, - К. : Товариство знания- УкраХаи- 5 95*1

- С с4- с 0.

10. геллер А. Л. , Юрко в. Н. Остаточной зуст°нит и hsa^c-CTOi: кость легированных пенентованнах сталей // Изв. вузов, чм. - 1991.

- Я б. - С. бб-б9.

11. Геллер О.Л.. ДобР1коз А. о. Структурн! перетворения плд час вШпуску конструкШйних комплекснолегованих сталей // НОМ. 1996. - N 1. - С. 5-11.

Геллер А, Л. • Винокур Б. Б. Фазовый состав и контактная вы-:;ооуи£.;.~'оть и*мевтовгиаоге олоч стали '/ йгз. AI! СССР. Иетадяк. -1Ш. -'Л 3. - Z. i97-202.

1>. Геллер А. Л. . Кс-жявник Л. Г. О выборе стай-зй-з.«*»-»;:* для цононтонан'-гкх зубчатых колес угольных комбайнов // ''уоуъноо у горнорудное напшностгоение. - 1965. - я 9.-е юг -юео

¡4. Геллег- А. Л. ■ KOJ* УШНИК Л. Г. Влияние оолгао-о. ГЛуб'гГ.'У' У! отууктугы ием^Н'Гозагпюго о лея на поверхностные разу:-'ток:'у уу^уууу: передач // Те^нол. к орг. пр-ва. - 19бв. - n к. - с.

15. Геллер А. Л. . Кожушник Л. Г. О контактной прочность таговзтеоя стаян гзКЕГНТА // МуТОН. - 19&в. - '?■"). - с. 64

16. о хрупкой разрушении легированной стали / ™ п. Вру.ун. в ? Винокур, А. Л. Геллер и др. // Изв. АН СССР. Металлургия и тонлйъо. 1961. - Н 4. - С. 43-49.

: '■ Ь'узун п. , Ггптгкур Ч. 5. • Геллер А. Л. Влияние дополнительного логдасеагшя к-окомаргаясьвой стали на прокаливаемся /,• Иге:. НУ зов. 41*. - 1962. - N а. - С. 126-134.

13. геллер А. л. » Врэук Я. п. , Винокур К. В. Влияние температуру нагрева на свойства комилекснолегировгннкх сталей /У В кн. : структура и свойства литых сплавов. - Киев: АН УССР. 1962. - с. 76-81.

19. Влияние легирующих элементов на склонность к охрупчипанио стали под действием надрезов / н. п. Браун, Б. Б. Винокур, а. л.Геллер и др. // Изв. вузов. 4M. - 1972. - Н 2. - с. 125-129.

20. Карбидные превращения с слотнолегированной стали, содер-

жашей 1 У- хрома / Б. Б. Винокур. К. П. Браун, Т. В. Хильчевская. А. Л. Геллер и др. // изв. вузов. 4m. - 19тз. - ню. - С. 104-106.

21. геллер А. Л. , Винокур Б. Б.. Браун Н. П. О возможной причине повышения механических свойств сложнолегированной стали // В кн. : Металлофизика. Вып. 56. - К. : Наукова думка. 1974. - С. 32-35.

22. Влияние термической обработки на структуру и износостойкость наплавленного металла УЮХ4Г2С / Ю.А.Сапронов. А. Л. Геллер, А. Я, Шварцер и др. // Авт. сварка. - 1976. - К 3. - С. 19-21.

23. Изменения структуры и Фазового состава сплава У10Х4Г2( при термической обработке / ю. А. Сапронов, А. Л. Геллер. Е. С. Нархасш и др. // Изв. вузов. 4M. - 1977, - Н 4. - С. 65-89.

24. Электроды для электрошлаковой наплавки деталей из высокомарганцовистой стали / А. л. Геллер, В. П. Пономаренко. А. Я. Шварцер i др. // Авт. сварка. - 1980. - кб. - С. 52-54.

25. Об условиях Формирования структуры зернистого перлита npi горячей пластической деформации доэзтектоидной стали / А. Л. Геллер, А. А. Минаев, В. Г. Конарез и др. // Изв. вузов. ЧН. - i960. - Н 12. С. 79-63.

26. Влияние горячей пластической деформации на структуру твердость стали 18ХГТ / А. Л. Геллер. А.А.Баранов. А. А. Минаев и др // йзв. вузов. ЧН. - 1981, - й 8. - С. 90-92.

27. Влияние условий прокатки на структуру и твердость сферой дизированной стали 18ХГТ / С. П. ЕФименко, А. Л. Геллер, В. Л. Пилюшенк и др. // Сталь. - 1982. - ню. - С. 70-72.

28. Баранов А. А. , Геллер А. Л. , Конарев В. Г. О распаде аусте нита // МиТОМ. - 1985. - Кб. - С. 11-14.

29. Наследственные эффекты при термомеханической обработк углеродистой стали / А. А. Баранов. А. л Геллер, В. П. Горбатенко и др // изв. вузов. 4m. - 1987. - н б. - с. 69-72.

30. Интенсификация упрочнения и разупрочнения металлопрокат / Баранов А. А. , Кинаев А. А. , Геллер А. Л. и др. //Сталь. - 1987. Н2. - С. 76-80.

31. Геллер А. Л. , Грушко В. Г., Худолей Р. Ю. Рост аустенитног зерна в сталях для опорных валков прокатных станов // Изв. вузов ЧН. - 1991. - К 10. - С. 90-91.

32. Влияние состава на прокаливаемость и свойства сложнолеги рованных сталей для крупногабаритных изделий / А. л. Геллер, А. Е Харченко, Е. Д. Качура и др. // МиТОН. - 1995. - II 5. - С. 13-17.

33. Геллер А. Л. , Федченко Е. Ф. , Коваленко С. В. Влияние хини ческого состава на механические свойства и структурные характерис

тики -лвкен-.-уекой ст,:.пи //Изв. вузов, чх. - 1595. - НИ. - С. 69-70.

3«, Распад .чустештз и механические свойства хромомарг-гшево-мчгр-л.х-лллодевеьых гтал'-п / " 3. Л л-Геллер, а, И. Боровко -

- и,--. // ":<l\ ч;: - - 4 0 - С 4'i-4Ç.

?,r>, пути сосмешенмя дефорнапионно-термических обработок стали // л. А. Баранов, в, П. Горбатенко, А. Л. геллер и др. // йегзллы и питье Украины. - 1995. - N 4. - С. 6-13.

3t. стойко В П. , Геллер Л- Л. , Понокаренко В. П. Злекгр.злаковая наплавка горного инструмента // Б кн. • Поваи<?яие пре,:-;;одн те-пьности и качества наплавочных работ при ремонте и изготовлении ает.~я«*й "лтн'4 и механизмом. -- П.. ИЛИТП iu:. О. Дзегтгг'г^лго. -1977. - С, 106-111.

37. Геллер А. Л, , Карчук с. и. Возможности энергосбережения при термической обработке цементованных сталей // 5 кк.: Термическая обработка сталей в машиностроении. - Краматорск: НПО "НИйПТШиИ". -1994, - С, 31-33,

38. геллер А. л. , Иарчук С. И. О Формировании механических свойств терг.нчсски улучшенной г тали // В кн. : Термическая обработка в миачпостлоении. - Краматорск: НПО "оИИЛТИ'/;:". ■ i«r

■ 34-37.

i>. Геллер А. л. . .Чоломаренко В. п. • Каочук с. п с«"% -,•?.•><.■ *омялскснолс^ирсвалкой износостойкой гтдлн // в ки : м >тз.чл<1!>-некие л oi:;><4Соткп металл©«. Кзтериллы катаю -тсчснич^сп-.и '-."Иг wi-дии. к.: о>5 но "онаамо" Украинл iv/ô. - с. 17-iô.

: т г с р с к и н с го'дстэ дъ с т в а х :

40. АС СССР 127280. Конструкционная сталь // открыта». И^оэ-г-стеяг- 19?г. - s 7.

41 АС СССР 144513 &ОКСТРУКЦИОШМЧ бггникегезья '/ от-

крытия, Изобретения. - i9t>z, - к i,

42. АС СССР 839131, Сталь для износостойкой наплавки // Открытия. Изобретения. - 1981. - N £2.

АС СС./,р ¡350599, Способ сФероидизи! у[ощо.и обяч-Зотки "или.- / Открытия. Изобипоаия. - !9-и, - н 2р,

44. АС СССР 353903 Состав «ТЗЛИ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ наплав:'«// Сдкрытич. Изобретения. - 1931. - ¡1 2е-

45. АС СССР 1158614. Способ сФероидизируюшей обработки легированной стали // Открытия. Изобретения. - 1985. - н 27.

46. Патент Украхни H 10129. КоиструкШйна сталь, 9.09. 96.

- 34 -АНОТАШЯ

Геллер О. Л. Розвиток наукових основ керування Фазово-струк-турним станом та властивостями коиплекснолегованкх машинобУД1вник сталей з вккористанням створено!" метастаб1льност1.

Дисерташя на здобуття вченого ступеня доктора техн!чних наук за спеталыпстю 05, 10.01-металознавство та терм^чна обробка мета-л1в. Донецький державний техн!чний ун!верситет, Донецьк, 1996 р. Рукопис 423 с. (41 табл., 84 рис., б1бл. 407 назв).

Встановлено HOBi законом1phoctî структуроутворення та впливу складу та структури сталей на властивост! при комплексному легу-ваниЗ, зумовлен! зк!Ною стабильности системи п1д температурним або деФормаШйним впливом. 3 пих позиц1й розглянуто пронеси карб!-доутворекня при Biдпуску, використання мартенситних перетворень при навантаженнз тошо. Розвинутi уявлення та одержан! математичнз моделi дозвояяють у найб i льш типових випадках обирати та розробля-ти економно легована стал! та прокеси 'ix topmî4hoï сбробки. Наведено результата промислового видробузання новик сталей та технолога чних nponeciB. шо були розробленЬ

Ключов1 слова: комплекснолегована сталь, фазово-структурний склад, властивость метастаб1льн1сть, терм1чна обробка.

SUMMARY

Geiler A.L. Development of scientific principles of the control of complex alloyed machinery steels' phase-structural state and properties using induced metastability.

Thesis of doctor's degree (engineering), specialization -05.16.01 - physical metallurgy and heat treatment of metals. Donetsk State Technical University, DonetsK,1996. Manuscript. - 423p. including 41 tables, 84 figures and 407 references.

There were established new regularities of structural formation and of the relationship between complex alloyed steels' composition or structure and properties, which are caused by change of system's stability during temperature or deformation affect. The processes of carbide forming by tempering and using of martensite transformation by loading are described from such point of view. The developed ideas and received mathematical models permit to choise or design economical steels and heat treatment processes in the most typical cases. The results of industrial application of new steels and heat treatment processes are described too.

Key words: complex alloyed steel, phase-structural state, properties, metastability, heat treatment.