автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Влияние горячей деформации на кинетику превращения аустенита в сталях различного состава

^ИАЭОШлИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЗХШЧгСКИЯ УНИВЕРСИТЕТ Н г;.7*5 На празах рукописи

ФРОЛОВА Зинаида Васильевна

УДК 621.771

В.Г/ЯНИЕ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ НА ШШКГ ПР лЗР АЕЕНйН АУСТШИТА В СТАМ РАЗЯ! ЧЮ ГО СОСТАВА

Специальность 05.16.01 - металловедение и термическая

обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискан:!Э ученой степени кандидата технических наук

Мариуполь 1995

Диссертации янлнотся рукопись»)

Работа выполнена в Приаэоиском государствонном техническом униьврснтето

Научт.а руководитель: Хлестов Владимир Михайлович,

кандидат технических наук, доцент Научнып консультант: Ткачонко Фодор Константинович,

доктор технических паук, профессор Официальное оппононти: Малинов Леонид Соломонович,

доктор технических наук, профессор арослиьскип Давид Изральевич, кандидат технических наук Ведущее предприятие: МК "Аэовсталь"

Запита состоится "_10_" сктнб^я___ІУУ5 г. в _I4.CC чгсов

на заседании сг.ациплиэирова"ног,о ученого совота К Iі!.01.03 при Приазовском государственном техническом университете по адресу: l'tlOOO, Мариуполь, пер. Республики, 7.

Ваш отзыв, эавореииып початью, просим висилать fio указанному адресу.

С диссергаииея можно ознакомиться в библиотеке Приазовского государственного технического университета

Автореферат разослан " _ " _ ___г.

Учении секретарь

специализированного совета ^ .

доктор техн'.иаук, ' •рофессор/^^^/ь,Л.Маслов

з

С БІЛЯ ШЛКГШІСІ'ИПЛ РАБОТЫ

Разработка всех видов терномехаїшчео-кпі обработки СТМО'і имеет лажное экономическое значение, т.к. более высокие прочноетнко и вязкие свойства стали, получением способом 'ГКО, предопределяет возможности снижения веса маиин и соорутаггиґі, повышение их надежности и долговечности в эксплуатации. Одно из важных направлении в проблеме ТМО сталей - закономерности фазовых превращении деформированного аустенита. Их изучение проводилось и сеіічас проводится миогиш исследователями, но имеющаяся информация носит разрозненный характер но отдельным маркам ста леи. В література не осеєщєньі вопроси, как влияют лепіруяше элементы на деформационные аффекты, как изменяется кинетика распада горячедеформированного аустенита в сталях различного состава в изотермических условиях и при непрерывном охЛЕждэнин.

Представляется, что объективные ответы (а эти вопроси имели бы определявшее значение для обосноваїяя рационального лаги-роватія стале’.І, подвергаемых ЇК0 у выбора оптимальных температурно-деформационных параметров.

Цель и задачи исследования. Цель работы - установление особенностей и обгах закономерностей кинетики преврацеїіиі! горя-чедеформированного аустенита е сталях с различным оодерягниоа углерода и легирувгзіх элементов в изотермических условиях и преї непрерывном охлаждении.

В СООТЕЗТСТЕ1ПІ с поставленной целью ВЫПОЛНЯЛИСЬ с леву па*, в ?чдлт,к

I. /сследовакив нзитершческо.і кинетякі распада горячэдо-I отстроган него пустегз'.га в перлинем области в сталях различного с ос та-а. Олза^элегаэ кинетических параметров - скорее« га-

роадония я скорости росте пзрлита.

2. Изучение изотермической кинотики бе^нлтнпго превращения' горлчодоформироЕанного аустенита е различно легироганных сталях. Нсслодосанио порораспределошя углерода при бепнитиом провраце-нии деформированного и недеформировачного аустенита.

3. Изучение в сталях различного состава особенностей влиять горячей деформации на кинетику превращения аустенита в изо-тори1чоских условиях и при непрерывном охлаждении.

Исследование влияния томпературно-деформационных параметров и скорости охлаждения на кинетику распада аустенита, структуру и механические свойства низкоугяеродастых сталеп.

5. Изучение возможностей использования деформационных эффектов и перлитной области для повышения температуры изотермической оыдержхи при отжиге высоколегированных инструментальных стало!?.

На зашигу выносятся следующие основные положения:

1. Результаты исследования особенностей и ободх закономерностей кинетики превращения аустенита в сталях различного состава перлине;’’, к беЧкитной областях - е изотермических условиях и при непрерывном охлаждении.

2. Результаты проучи левого опробования разработанных технологических псракэтроЕ прокагки малоперлитных сталей.

3. Способ гредпаритвльноя обработки зысоколегированной ин сгрум-энталънс'1 стам.

Нэгчгая новизна:

]. TcTitKCSj.SKо, что е ннторгале перлитного провращен-.ус-

ХС'ОКЕС'Я Э^еКТ Ае^О'Н^.ЦПОЧНОГО ЕОЗДО^СТЕИЯ сгязан С УН’.' НОТ,*41-Ч»:;г.е;1 пгсцгсссЕ ?арои;?!п:ч. Зго ветчина при гсюеш: г.олавг.э-!;п!» рзк р? с та»?я?р.ции аусгекнга не зависит от ми рзк;. а ■■ ст^.о

ігл легировании. В >.алоуглеродазтьх сталях Uipn содбрюшш іиаио

0,1 % С) че;.орі.ац!!оіінь,'Л о:,'і_екг зависит от 'содержания углероді, достигая максимума при 0,0’і-0,06 % С. '

2. З бе..нптнол области деформационные змокти зависят кек от содержания углерода, так и от характера и степени логироізаиля uva ли. Уста и ои леи о, что каосидообразуюцие элементы в совокупности с углеродом су,va пт область ак'лтизируащего действия доїшрія-цпи, тогда кап иокарСидообразующю элемент во расілнряі.'г.

3. іЗиявлона активизация под действием горячей деформации процессов карбидообра зованля при температурах верхней імїтін йе»і-нитнол области.

4. Установлено, что различие зо влиянии горячей дофор:ацші на кинетику распада переохлажденного аустенита при нопрерьшпсм охлаждении и в изотермических усломіях обусловлено долстьлен послодзфортциошшх пауз, которце практически всегда возникает при непрерывном охламдоник от температури дефоріацігл до тсппарл-турц начала превращения.

ІІплктгчоская Ивішость^_£еа£игацня розультатод работа. Показана принципиальная возьоаность регулировать устолчльосш иа-роохла «денного ауетонпта и процессов структур ooápa зова ни л ь о?а-лях с различным характером и степенью логлрсьания путок изиано-i¡.i¡i TOí:nep:iTypHO-;!üiíOptniiiiOH¡njx параметре», температур изомрім-ч веках Е:-деп;;.ок и скорости охлаждения. Опарине псе гpoeuu iiaonv ¡іичосіс.ш ;s т^ркшінотичвекав диаграмма распада Aei-optaipobam)ora і! h-j,:o; орі:.!;;о:-апііого аустонита стпл-м 60X02, 30ХГСН2, 7X3,

О-л-іІ’-!. в диес'ірглцпонітл работа разуаьтаги испсяьао-

н: і: n-.j ч.іііх ....цлооілах Аь:іі:с/с'>.! ¡ipaiüBOÁCífcaimo.l асааиіаіріи »¿(і cu-.t уэхн(кш*ачо.ис:!Х ішрагмтро» Гі-;0. колтрия!руе!4йл про-л ;:и; /.¡¡і-глчасхого состйьи сга;:о.(. п.>дььрґ;и.>Лі*

указанием обработке.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались ііа І всесоюзной научно-технической 'конференции "Термическая и термомеханическая обработка стад; - важнейший рвэеов экономии металла" (.Днепропетровск, 1581), II всесоюзной научно--техіг.ічасюоЯ конференции "Повшение качества металлопроката нутом таричаскоц и термомохашічаскои обраоотки" (.днонропатровсі:, 1985), научно-технической конференции ІдШ (.1909), всесоюзно.! выставка достижении народного хозяйства (.Москва, 1986).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь работ .

и^^кт}^_и_объв|;1 _работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной лита-ратури С152 наименования); содержит 120 страниц машинописного текста, 47 рисунков. 8 таблиц.

ОСНОВНОЕ С0аёРхА1ИЕ РАБОТЫ Введение. Обоснована актуальность рыааеь.ол проблеми. Показана научная новизна. Излокзіш основина положения, которые выносятся на защиту.

Гсьа' I. Состояние вопооса н задачи нсследовашія. Шполнен _ __ — — — — — — — — — — — — — — — —— — в

литературный обзор и критический анализ состояшт вопроса исследования фазовых превращении деформированного иустеннта. Сформулированы цель и задачи исследования.

Глава_2. Матеріал и_»:сходика исследования. .Химически^ соо-тав исследованных ста лай приведен в табл. I.

использование при исследовании 22 юрок сталей било необходимо для выявления обцпх законокериосте.; влияния горячей да-форыацни на кинетику ^азаь:. /. превращении в сталях различного характера и стапаии логироваїия.

Tí! б л;: ¡a I

Х::г.ічезк:пі сослав изученных сталей

••'зр”а ! Содоргаїме элоконгсв, %

стал: І-----------------------------------------

ста л: ! С ! Ми ! 5 і ! S ! Р ! Ся ! A/i ! Mo ! V ! № ! Ц/

бо:;с2 0,55 0,70 1,76 0,018 0, COS 0,92 - - - _ _

зохгиііг 0,28 1,08 0,70 0,015 и,он 1.13 1,93 - - - -

•lOXlí.M 0,-40 0,71 0,31 0,013 0,011 0,74 1,36 0,15 - - -

'і ox 0,36 0,77 0,2'» 0,021 0,007 0,98 - - - - -

¿0X13 0,18 .0,30 0,45 0,020 0,010 12,9 - - - - -

5>;вгс 0,52 0,33 0,9 6 0,015 о,осе 1,20 - - - • - 2,10

45X3M 0,43 0,25 0,30 О.ОІІ 0,007 2,95 - 0,33 - - -

хзг и,УІ І, U1' 0,33 0,013 o.oœ 1.0 - - - - 1,58

свглгг 0,06 2,17 и, 24 и.ІЛ'Ч 0,007 4.ІУ - - - - -

12Х4Г2 0,12 2,17 0, 24 0,014 0,007 4,19 - - - - -

04Х7Н2 0,04 С,'і8 0,25 0,011 0,007 6,9 1,90 - - - -

02X712 0,02 0,50 0,24 0,012 0,007 6,0 2,0 - - - -

006X7:12 0,008 0,44 0,25. 0.0IÍ G, 008 6,9 2,1 - - - -

55ХГС2 0,55 1,2 1,64 0,013 0,024 0,97 . - - - - -

45Н5 О,-« 0,44 0,21 0,019 0,011 - 4,80 - - - -

7СП2 0,70 0,30 0,65 0,015 0,013 - 2,2 ' - - -

УС О.ВІ 0,10 0,24 0, 022 0,027 0,1 0,14 - , - - - •

УХ 0,53 0,28 0.58 О.ОІб 0,021 1,03 - - • - - -

6СС2 0,5ó 1.7 0,74 0,025 0,015 - - - - - -

Р № 0, С 3 0.33 0,31 О.ОІІ С, OU? '*,0 - 5.1 IS - 6,0

РГ.' O', 73 0,-Я’ 0 "Ч 0.013 0,007 4,2 - 0,6 1,2 - 15,3

С9Г2 одз І, ?'♦ 0,2? 0,017 0,0 Í7 0,02 0.03 - - - -

ЄЛ2І! nw І. з 5 0,24 0. Гу4 0,012 0,02 - - C,00 0.03 -

Для изучокия кинетики фазовых превращают деуормірованного і; не деформирован ног о ауотаїшта в изотермических условиях исполь-говался чаплтомэгричэсгаш метод (.установка типа "магшіпшо во-еи"). Основным достоинством этого метода является возможность быстрол установки образцов в полиса магнита, что особенно важно поело примтношш горячеп пластической деформации. Относительная пегрзп.:ость шредолоїшя количества ^ерромагіштнол (Газы но првпч-ппет 1,5 %.

Кинптика распада переихла; свіжого аустеннта при непрерывном их ла вдек.н; исследовалась дилатометрическим и дифференциальным тертчеекпм методами. В исследовании использовался дллато.хетр споциальноп конструкции, позволяюгз'П в отличив от известных, бы стро (.га 1-2 о) устанавливать в держателе деформированный образец и сразу ;г.е начинать регистрацию дилатометрической кривол.

£и/’.Пронина льнни терютескнц катод кроме дву хк о ординати ого по-тонциокэтра на требует дог.елпитального оборудования, он удобен .ч обращении и обладват достаточно высокой точностьв (.относительная !!С/Гр0"Л!ОСГЬ составляет 1-2 %).

Содеряеда.е углерода в остаточком аустенита определялі: рентгеновским методик на ди^рактокатро "дРОН-1.5" методом сканирования но точкам в келезнок излучении. Абсолютная погрешность в определении параметра резегш составляла -0,0007 Л, что соот-і"'.ітст:.‘оепло точности определения углерода в остаточном вустани-то -С.0І5 5.

Стоу к ту ¡іу остаточного иустенгта изучали алектрокиемикро-скгхчсгхнк ’«ртодск на мікроскопе і'в-ІСОК при ускоряющем напря-

КО Кг і' ІГООО-кратг.ом увеличении.

К(Г;з*50гра1пчзск'.1>' дналкэ к игучекне мехч:піческих сео;:сте

П'лХ'їсь по отг.їіїїнрїньм котодикам.

деформации _іщ кинли-iJ,_i!2ÇË2aü;ÊÜ;I2_ÇJ[5I2Ëllï9._'3 перлнтнои области

3._І._3i?12üilË деформации на_кинетик}г полиморфного

_________i!P^i;2G.“2Lnii!• влияние горячей Спри 1000-700 °С) дофоршщш

Сот 20 до 60 £) на кинетику полиморфного превращения аустенита. переохлакдонного sa 1-2 с до температур изотермической шдорыси (.500-СЄ0 ÜC) изучалось іш низкоуглеродпстих мартенситных сталях типа Х'іГ2, X7ÎI2 о 0,008-0,12« углерода. Аустенпт е этих сталях при исследованных температурах изотермы претерпевает полиморфное превращение с образованием полиэдрического феррита.

Установлено, что горячая деформация ускоряет полиморфное превращение Ео всех исследованных сталях. Зто ускорение подчинытсч следующим закономерностям: полиморфное превращение ускоряется тем сильнее, чем ниже температура деформации, больше степень обжатия, выше температура изотер:мческоіі выдержки, проявляясь в больней степени на начальных стадиях превраиения, что как показали результаты экспериментов, сЕязано о интенсификацией процоссоа зарождения по границам аустенитных зерен, ото, по-видимому, связано с тем, что при горячей пластической деформации отмечается значительное повышение плотности эернограничных дефектов, приводящих к повышению свободно.'! поверхностной энергии границ зерен аустошіта. При образовании зародила по диффузионному механизму высвобождается вся энергия границы и она полностью расходуется на уменьшение энергии возникайте^ метизной поверхности. Следовательно работа образовать ферритного зародыса в деформированном а^стеште будет кеиызо, чем при образ ota да и п неде^ормированном аустеннте.

Говоря об ус:;ор?*г.і ло;.шор;?ного $ -*•</ прбврасюьия под действием деформации следует рассмотреть роль угяорида в usuo-

иЗпии величины деформационных ол^вктос, имеюцем место при саоьи-ро_анпп его содержания от 0,1г до 0,0и8 3 Срис. 1,). В некоторых литературных источниках отмечается, что при уменьшении содержания углерода ниже 0,12-0,10 ъ нач-ишет усиливаться роль свобод-цых вакансий в граничной самоди^узии, вследствие уменьшения степени их блокировки атомами углерода, что обусловливает сильное ускорение у -*■ <к превращения. Горячая деформация такие ускоряет полиморфное преЕрищение, т.е. дез фактора действуют в одном направлении. И, по-видимому, до 0,06-0,04 % С преобладающую роль е относительном ускорении у' -*■ / превращения имеет деформация, а при дальнейшем уменьшении содержания углерода скорость превращения н без дефоргации начинает столь сильно увеличиваться, что деформационный эффект идет на убыль.

3^2^_влиякие_г0£ячей_пластечаск0й_деф0£машш_на_кинетику пе£лмпого_П£й^ацошя. Эксперимент были провалены на многих марках сталей. Их Еибор проводили таким образом, чтоби е исследованиях были представлены нэлегированнне стали (.У8), монолеги-рОЕанние карбидообразуюцим 1Л0Х, 35X3, 7X3, 20X13; и некарбидо-образукящм элементом С45115, 70Н2), а также стали, легированные в различных сочетаниях несколькими у цемента ми (.60ХС2, „ЗиХГСН2 и др.).

Для выявления влияния горячей деформации на перлитноо превращение, а такие влияния легирования на проявление доформа ционных эффектов, стали подвергали пледущей обработке: деформацию проводит при температурах, когда отсутствует динамическая и замедлена статическая рекристаллизация о ¡и же 900 "О, с последуыдаи ускороиним охлиьдением С га 1-2 с'» до температур изотермических ЕК дер тек. П..;. изучении влияния горячен ^:ср;д-цки на перлитное гфег;::шеннй Си-а отмочена полная киа;.ог/л и

Относительное ускоренна

1

Содержание углерода, %

Рис.1 Еяирниэ деформации ка 60 % при 000 °С яп отиостляьное сскрацепие врзменя образованна 5 % феррит (Тнд/Тдф ) в оталях ЗГП2 я 3?)Г2 о различит* содержанием углерода ( I - превраввниз пря 580 °С; 2 - при 650 °С; 3 - при 620 °С )

іг

рчяплэннмх закономерностях дофоргяционпого в ос действия на полиморфное пр вращоїпю и зетоктоидішП распад. Эта пішлопія

vK»tr.wnnoT на одинаковую природу причин дестабилизации деформи-рої'іінигго пуствнита , как в отношении эвтектшдного, так ч поли-мо|»Ічі')го прог-ощенил. -

Что касается влияния лоїтруюазіх элементов на проявление «'’¡’прмационного эффекта в области перлитного превращения, то ‘■■і'ншрпч із целом совокупность полученных экспериментальных донні! х, мпыю с уверенностью сказать, что легирование но вносит не только качественных, но и существенных количественных изменений г :>;>|°кт влияния горпчеП деформации на кинетику превращения аус тзнитп в перлитной области. Это хорошо отракаот рис.2, который пс>?полясг судить о роли легировать* в проявлении аффектов деформационного воздеЯствия на устойчивость ауитенитн в перлитноП о5-лэсти. Порвоо, что сбрацрег на себя внимание - горячая деформации независимо от характера и степени легирования стали понижает устойчивость аустенита тек больше, чем выше температура програм мшя. Цтороо, величина эффектов относительного ускорошік превращения горячедефоркироганного аустенита в углеродистои, ЧПЗКО-, оредно-, высоколегированной сталях укладывается в достаточно узкую окспариментальнут полосу. Причем разброс экспериментальных точек тпяов, что не выяеляотся какая-либо тенденция г r.3üi І9ШГ.1 степени дестабилизации аустенита в зависимости от г о тт. р сепии я сталм. Дало в высоколегированной стали (¿0X13), в которой ввтектшдішП распад протекает с образованием специаль-М.'К кяроилов, степень ускорения перллтноя рчзкции под ДЄПСТВИ--.>>1 гсглчей деїррюнии поактичїспи такая яэ, как к ь угввродио-

тол г mat .

Гпга *>. Зияние j;ops4pn пластической деформации па кинз-

ІЗ

о - 3FX3.TX3 X - T0H2,4SHF Ф -30ХГСН2

д - 40Х ,4охнм А - 60С2,60ХС2 О - 5Х82С,45ХЗМ,ХВГ ® - УІ О - 20X13

500 600 ТОО

Темпеглгам лреорлцения , °С

¡ 2 деформация прокаткой пр.. fíXMiúO 0£

с Dáí-aviii'ii на 25 % на относито.шюо ускнрвии.э прпи^ьиивл

ayomiiira и пирлиїїтй области в ста*ях р аз л ичііо tv> ы\а&ьх. і - іюлоіїа усішроі’.і'.'! і:г-чалпо!і (5 $) сїади,» л|ядрзд>ме; і - иолооа ускорь! і р.“! иода [¡о^рытиа.

U сталях с различным содержанием углерода и легируюіаїх элементов изучена кинзтнка превращения горячєдерормірованного аустешиа в белнитной области.

Отмечена неоднозначность влияния горячел деформации на бошштнув реакцию.

13 сталях, имеющих бейштнуп область ниже 400 °С (.ХВГ, 7Y3), превращение замедляется, прг.чем наиболее сильно в нижней ветви беишт.оЯ зоны, по пере повышения температуры изотермической выдержки ото действие деформации уменьшается.

В Сіалях, имеющих см роки fl интервал бейнигного превращения (.40Х, 60XG2 и др.) повышение температуры изотермической выдержки до 400 °С приводит, как и в сталях ХВГ. 7X3, к ослаблению замедляющего действия деформации, а при дальнейшем увеличений температуры изотермы отмечается ускорение боинитной реакции.

Анализ, полученных экспериментальных данных, показывает, что особенности влияния горячей деформации на кинетику оеинитнога превращения в сталях разішчного состава наиболее объективно могут характеризовать температура верхней границы боинитной области (.Бн) и температура, при которой стабилизирующее действие деформации Переходит в дестабилизирующее (Т пр.). Отмечено, что г.ри снижении Бн. и увеличении Тпр. область активизирующего действия деформации уменьшается. Обобщешія по отим показателям приведены в табл.2. Совершенно очевидно, что при увеличении содержания углерода и кврбидообразувщих элементов в стали Бн спишется. а Тпр. увеличивается. Так например, в стали 40Х: Гш -

- 550 °С, Тпр. при ¿5 % обгатии - 380 °Я; в стали 35X3: Бн -

- 500 °С, Тир. при '¿5 % о б ¡ка vH я - 470 °U; в стали 7ХЗ:Бн-ЗУ0 °С Тпр. отсутствует. Таким cöpasou, £ етапи 7X3 ирояипяотся только закеда>:*вде деисгЕие

1айл1!:э 2

Температура перехода Тпр стабилизирующего действия гсрячеГ: реформации а дестабилизирующие при 5 г проирацонии аустенита в белнит в стаялх различного

состаеа

(арка !Темпа-!Время! Температу-стаян !рэтура !г:и- '!ра дейор-

! ИНГОВ-1 ЛВПХ- I МП1ГНИ

Еа / °Ц ! КИ, ! ! !ЛН ! °С

*8 1000 5 ООО

9Х 1000 5 860

7X3 1000 5 860

ХБГ. 1000 5 860

60С2 У50 10 600

60ХС2 У50 10 800

55ХГС2 950 10 800

5ХВ2Ь' 1000 10 860

45ХЗМ 1000 10 800

4 ОХ 950 10 800

>1515 950 10 600

чихнм 950 10 800

!Тпо. при деформации,

| * *

I I I

-20 °С! 12,5 ! 25 ! 50

450 400 360 350

450 410 380 360

390 - нет нет

450 наг нот нот

450 420 390 380

О о - 380 3/0

410 нот наг нет

550 - 480 460

520 - нет 440

5С0 400 380 360

>1 Г‘0 - 370 350

г;20 420 390 370

Для ряда ста вей сделан ронтгоногра'фпчоскип пиализ содеряа-Ш1Я углерода и остаточном аустеиите чтабл.Э). Установлено, что после изотермической Еидерккц при томпзратурах шшсеи ветви беп-iiiithoi области остаточшы аусгенит деформированных образцов сильнее обогацается углеродом по сравнению с («деформированными образцами. Сопо< 'авление влияния горячей пластической деформации на точку Мн (в исследованных сталях Мн под действием горячен деформации понижается), кинетики превращения горячедэформированно-го аустонита в бейнитнои области и рентгенографических данних позволяет сделать заключение, что для реализации бейнигного превращения в деформированных образцах необходим более значительный отвод углеродл от Фронта растущих кристаллов, т.о. более значительное перераспределение углерода в деформированных образцах можно отнести к факторам замедляющим беинитное превращение. Отмечено, что поено обработки на верхний бейнит и остаточном аус-гвните деформированных образцов углерода меньше, чем в цедефор-мированних. Элэктрснномнкооскопическоа исследование позволило установить, что ото связано с процессом карбидообразования, который развивается в деформированных образцах, "нтенсификация процесса карбидообразования под действием деформации отмечается при ускорении бейнитного превращения. Таким образом, усиление карбидообразования относится к факторам ускоряю,ним боишггнуы реакцию.

Легирующие йле;.,енти совместно с углеродом с маца ют темпера -турниП интервал бзшштно.: области. Поскольку величина н нагцив-аеиио воздействия предварительной горячей ди-'шрищви на ауло-

1ШТ И ОГО у СТОЯЧИЕ ОСТ Ь В баЦЦГЛ'НО.1 зона сильно í:h:!¡'P,i!T CjT íbü-пьрагури изохйрнп, ТО сиаьыыв ьтого uníер пи ли до/:,,.но i:K¡tib значите л Ы! се кыш: :о ::а о; . .. ; и.ч-ь,, ...го n-'j-

Таблиця З

Изменение парамотра реаепш (.а) аустеїшта и содеріпігия углерода СС) в нем при беПшігном преврас;ешш в деформированных на 25 % (.числитель,) и недеформіровашшх (.знаменатель,) образцах (.среднее значение из трех измерении)

Марка ¡Температура, С !Оге- !Тглои.

стали !--------------------------!пень ! мин

• !аусте-!де- » преврпп. !превр.!

!шт. !Форм.! ! ъ !

АО, f1

ЛС,%

55ХГС2 950 ООО

300

350

'0ХС2 950 ООО

300

А 00

50/50

67/67“

~5б/5б”

50/50

уо/уо"

~50750~

!¥

ъ

І5~

'гг.У

i9Lq_

п__

б~5_

¿2_

P-I

‘20,5

¿3,0

0,0109

_о_;одз9

9І9ІІГ

0,0132

-MI06-

_0,0157_

0І009І

_оГоОТ5_

0^0162

_оУош_

~о1ошГ

6.СІ9І

0,24

07ГЗ

"о^г~

_0,29_

0>1

_о,5'Т_

0,20

_О.10_

1^0'

0,25

'qhi

0/(2

60ХС2 950 500

400

40ХС2

ООО

350

50/50 50, 50 75 о

15,0

ьл_

п. 5

6,5

32

0,0132

_0Л01У5_

Q.0C95

0,0055

0,0223-

0,29

_М2.

0,21

0,12

0^59

доЯствич. Епли в результате изменения состава стали беЛиитная область поднимается, то это предопределяет развитие в горячеде-Форшрозанном пустеките дестабилизирующих процессов, в частности, ускорот;е карбидообразоваиия и процессов возврата, карбидо-обрвьуювдо элементы значительно уменьоают термодинамическую- активность углорода в аустените, поэтому они тормозят выделение цомоцтита непосредственно из аустенита при иыдермах в области бошытноги превращения. Проке того карбидообрззувщио элементы, о'-'рчзуя облака Котрелла, блокі^вт дислокации и тормозят развитие возврата. По-видимому, все это является причиной тоге, что ь сталях о посиненным содержанием углорода и карбидообразующи?. эле-:о1гтов, факторы замедляющие бейклткое превращение являютсі преобладающей. '

• Глава 5. Особенности фазовых превращении горячедеформиро-ГіП'пОГО_а^£їЄІШТа__В изотеомических условиях И П£И_НеП£в£ЫВНОМ_ охла^деїліи. Исследования проведены на сталях низколегированных (,40л, 60ХС2) Iі среднелопіиованнь'Х (.30ХГСН2, 40ХНМ). Для этих стиле!1, построоїш изотермические и термохинетические диаграммы распада деїоржрешанного и нэде?ормированного аустенита.

Показано, что горячая деформация при 900 °С с обхагиеи на '¿Г- Ъ ускоряет изотормичоокоо превращение аустенита исследованных столок в пор литнон ибдаси, и тем значительное, Ч9М ЕЫД0 Т6М-поритурд иэстерми. Устойчивость аустонита в бепннгноя области в рйі'/льг^то да* ер к а циот:ого воздействия изменяется неоднозначно: при гахіїврзї/рзх нпаиеп з сны Селкитно.'і г б лас ти изотермическое ;:р-: Ерг.^еяиэ тормогпгся, п при температурах верхней зоны, наоборот ускс.-'чвтся. 0 уз:се::ях непрерывного охлаадения^акт/впзлрус-5?е сг-у.е горг.че/. деЧркил;: ия прсьрагекне. пустенит:. нпэко-ЇЄ~..~о:-.,.г-;х огиззії *0Хе. сСлС2 в поритеє.-, і: бз.:н.;гкс:: солзе-

тях охззьгаетсл гораздо более слабим, чем в изотермических условиях. 3 сталях, ИмеВЦИХ больную УСТОЙЧИВОСТЬ Пйр0ОХЛПЖ7;ОННОГО аустенита 1.40X414, Ж.ТсЖ- при нвпрвривном охлаигдлзш горячая деформация на ускоряет распад аустеннта в перлитной области и несколько тормо:-кт в бешшгноЛ.

0г7»чен>ш9 различия в действии одноа и той дефорьации на кинетику лревращения аустекитз в изотермических условиях и лр) непрерывном охлаждении обусловлены тем, что при непрерывном охлаждении фактически всегда присутствуют поелздеформациошша паузи (.время переохлаждения от температуры дефоамацпи до начала превращения), действие которых будет более длительным в сталях с повышенной устойчивостью переохлажденного аустеиита С. Э ОлГ CJI12, 40ХНМ'. Наличие последе]?0рмационных пауз способствует протеканию рекристаллизациошшх процессов, степень развития которых будет меньше в низколегированных сталях (,40Х, 60ХС2). обладавших небольшой устойчивостью переохлажденного аузтеиита.

Таким образом, высокотемпературная деформация, занэдяямчая раавитио беииитного прекращения при непрерывном охлаждении, может быть использована для пчк.:'о¡шя бешштньй прокалиьаемостп конструкционных сталей (.ЗОХГСН? .. др.>, имеюцнх малую устойчивость аустенита в бе*;нитноп oi ласти.

Глава 6. Воьио?.:н юти практического тоь исследования по йзия-пш гопячсО ]орищии на праврацццид. пореохлп»:,:eiriпго аустеннта

6.1. Ирл иы.-еиьи!::! твмпэратурцо-чвАоргпцконлих параметров : c:*t! ¡rc.t спитч.и'.ле. \/етв:ати. рго распада при иозл«-

zjtx.i: су.лз'ллл:лн, 1гэ слог ;£о?,_|ат тэгимромнии топ или и»г«

г;о гочно.: ету/лт /■-■<.: Гднд ::з '» контриллруамеи прск.пки ао-

лчч*:*.** иак»г*п:>не игг'гьчгт"«-? фогркисго згона, а -зхч ж* •

чг.т - максимально измельченного зерна аустенита.

В лабораторних условия;; была имитирована контролируемая прокатка а исследованы возможности дополнительного измельчеікя аустенитного зерна стали 09Г23&. Л& оси осанни полученных результатов била дана рекомендация по применении /скореніїого охлаждения между черноЕОЛ и чисгово:і прокатками. ■

По предложенной рекомендации на стане 3000 № ::к. Ильича г. Мариуполя осуществлена прокатка штрипса из стили 0УГ2$Б с ускоренным охлаждением подката б диапазоне температур 1020 --Є50 °С. Вреіія охлаждения ме.вду черновой и чистовой прскатками составило 2,5 мин. В результате получен штрипс со следующими показателями механических свойств: 0$ =620-630 Ша, ¿/"»22-24 % (.для штрипса с тем же химсоставом, полученного по основной технологии б'є »560-560 Ша, (/•23%). '

1 6.2. В лабораторных условиях исследогана кинетика распада

переохлажденного аустенита судостали 09Г2 при различных температурно-деформационных параметрах и показана целесообразность производства судолиста из отон стали способом контролируемой прокатки. На стане 3000 МК им. Ильича г..Мариуполя было проведено опитно-промь'іллепиоо опробование производства листа из стали 09Г2 способом контролируемой прокатки. Значения механических свойств стали 09Г2 после опытно-промышленного опробования о большим запасом удовлетворяют требованиям Регистра, предъявляемые к стали поЕпиенноЛ прочности категории Д32.

б.З. Использование ускоряющего действия горячей деформации на кинетику перлитного' превращения позеоляєт усовершенствовать технолога в изотермического огжнга лисоколзгирозанных инструмента їьішзс сталей ШЬ, Рбі'б и др.). £еі'Ормшіііо>.іше е.(..екти в области перлитного превращения дгот роааожность поднять токлора-

туру изотермической видержки при отжига инструменталышх сталої! ня 40-70 °(,\ Эго приводит, вследствие получения крупнозернистого

«# * порлитэ,к дополнительному снт.и.гню твердости стали, ¿анныл температурит! интервал ограничивается обесгэчешем достаточного смягчающего эффекта.

оіяюшшк ъизоли

1. Пр се еда ни оо на ¿2 марках стали исследование влияния го-рячел С при ІСОО-УОО °С) деформации о оожаті. ш от '¿0 э 60 га кинетику превращения аустешіта в перлнтноЛ и беЛннтнсіі обійстях позволяло выявить аспекты деформационного воздействия и установить закономерности их проявления.

2. В интервале перлитного превращения эффекта деформационного воздействия проявляется в ускорении распада ауст'чтта, причем особенно сильно в начальной стадии превращения, что, как показали экспзрименти, связано с интенсификацией под действием деформации троцэсеов зарождения. Вс всех исследсеанішх сталях ускорение преьрацетш в этой области увеличивается при понижают температури деформации, увеличении степени обжатия и повивэнии температури изотермической выдергай.

3. В сталях, при содержании углерода менее 0,12 %, в проявлении дефоризцион'-шх эЭД'вктов, помимо отмеченных факторов, велика роль углерода. При поникаюч! его содергаїшя ускорявши фект деформации увеличивается, достегал максимума при 0,06 --0,0* % С.

4. Установлено, что если те*мокеу1>'К'юои1Я обработке проводою таким образом, что поілеляєтсч р^.руетаялазаияя аустеїя-та (.деформация при 86С-ЄС0 °С, затем ускоренное охлаждение га

1-І с ДО температур ¡ізотеркічоско:! ГІ.ЛОЗ.^О , ТО Лвгкруксие ЗЇ9-ненги не окагквавт я лаяная .а пг.сязпет/о .г^ориацио.-гянх э^вх-

тои г иорлитнол области.

5. Отмечено, что d бекнитноД области горячая деформация за-' "■ • ¡¡нет превращение аустокита при температурах изоторми нижа 'и'О-^ЗО и ускоряет при белее высоких темпооатурах. Переход

'■■г термозясего действия горячел деформация на бвинитнуа реакцию Y: октаызпруьцоо п.нисходит постепенно, по мере повгсвния темпера тури изотер-шческоп выдержи.

6. Температура изотермы, при которое замедляыцзе действие деформации переходит е ускоряюсь, зависит ст параметров деформации п х11(Л1чвского состава стали. Она увеличивается при понике-кии стопони дофорыации, соЕмвстного увеличения содержания углерода и карбидооОразующ;:х элементов.

7. ПскЕзано, что более значительное перораопределение угле-редп и дефорстроЕаннсм аустените относится к факторам, обуслов-;Ш2?1иаих замедленно превращения в бепнитнои области, а активизация ппоцисссв корбидообразогакия под деиствиом горячей деформации является фактором уск^рягицим бзйнитное превращение.

Б. Установлено, что различие во влиянии горячей деформации па кинетику превращения аустенпта при непрерывном охлаждении и ь изотермических условиях обусловлено делствг.ем последеформаци-r-:¡:ux г.суз, способстгувш?: протыканкв рекрнсталлизициошшх процесс ль, стел-шь раэл/тия которых зависит от химического состава стили. В сталях с малой устойчивостью пяраохяапдешюго eycroiai-тп ОХ, CCXCcl , гдо рекристаллизация не успепот развиться в iiO'üc.í мере, гличнио дя^ормачии на превращение сохраняется. В 1аг.1Г'1'1СН!Л;х стпллх, шнвцпх больную устойчивость пор«’охлажденного вустеыта, у пезугьтдге протекания рекристалп’.ззциенных я ¡'Лососе, влияние гор-.ч;.! д^оркацки ыбо .'тглг.пуется (.H'XUR), я, «о сгугон^стл ь Os>..w»ti!0.¡ области ее ториозяцое до-.: с и «о

(. ЗОлГ С:І2) .

9. Аііап:^ совокупносїі. шсспсрименталышх даншіх по кинетике нреврауепи., да../ирмироьаиного аустепита и процессам структурооо-раьоиаі.г.ч ііоььи.^іл ьіліЕіть полоеітоліішє і; огрипятольш.а стсцґ.іні виілшія горяча., дедормацип в разллчно лвпіросашшх сталях, іа ооііоьашні чего могут шгь да і ш следуюїдае практические рекомендации :

а) високотомп ¿ратурнач деформация, заі-.здляьицая развитие бешмг.чого превращения при непрерывном охлаждении, моиэт ді ть попользована для повышения прска ливаемосгл конструкционных лаги-ровашшх сталей, имеющих низкую устойчивость аустенита в бйпикт-нол об”асти;

б) горячая деформация ішзколегироЕашшх малоуглеродистых сталей С09Г2, 09Г2£Б) , активизируя распад аустеніт, расширяет феррито-перлитнув ьону и препятствует появлению баннитнон составляющей, что предопределяет возмокносіь ускоренного охлаждения при контролируемой прокатка с цельи дополнительного нзивльчвшы ферритного зерна и улучшения комплекса механических свойств;

в> ускоряющее делсг-не гі.рнчел де;-орг,ашш на кинетику перлитного превращения позволяет поднять температуру изсгоріичеокон видержки при отжиге инструниіііч 'iLüux отала.і на 1(0-70 °С, для обеспечения дополнительного (25-30 ¡Ш) оиитаия твердоти стали.

Основное сода]шшие дпсседаиыи иуражона в слбдуш;іх публикациях :

1. Хлестов U.M. , 1'ролоьа 3.11., Энтин Р.И. Парераспрэдйяе-

нло углерод в д О. і., о р г. ы а а и си а .‘іонні*; и кинетика ^є.ніптііоГїЗ'

npjBpauöHiwi // IW'!. -Іі-'fci.-v.Sb.вып.Г. v. ¡¿i-ij'j.

2. Влияние горячен догнал,;;! i,.i -г Л проьпицу'ао ö

низкоуглероднстых мартен синих сталях / В.К.Хлестов, к.В.Лоноп-леьа, Р.И.анин, З.В.йролоЕа // Изв.вузов. Черная мотамургия.-1982. № 3. - С. 100-104. -•

3. Хлестов В.М., Фролова З.В., Энтин Р.И. Изменение кинетики превращения аустенита под действием горячей прокатки // Изв. вузое.Черная металлургия. - 1984. - 1S 2. - С. 67-71.

4. Хлестов В.М.. Фролова У.В. Влияние параметров прокатки на аустенигную и конечную структуру стали 09Г2Й5 // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1989. - й 4. - С. 68-71.

5. A.c. 1643620. Способ обработки инструментальной стали / В.М.Хлзстов, Ь.В.Фролова. - опубл, в Б.И. 1У91, )Ь 15.

6. Фролова ’¿.В., Соколов ft. II. , Хлестов В. М. О влиянии де-

формации при БтМО на кинетику фазовых превращений аустенита в изотермических условиях и при непрерывном охлаждении Ц тезисы докл. Всесоюзной научно-технпчэскоа конференции. - Днепропетровск: ЦШШ, I9ÖI. - С. 34. •

7. Соколов ft.il. , Фролова Ü.B., Хлестов Б.М. Влияние горячей прокатки на аустенитную и конечную структуру низкоуглеродистых сталей // Тезисы докл. Второй всесоюзной научио-техничвекой конференции. - Днепропетровск: ЦШИИ, 1985. - С. 110.

Личний_вклад_авто£а coctbit в следующем: (,1-7) исследоЕа-|щ кинетика превращения деформированного и ньдофоршроваиного аустенита; (.1) проведена тер:.:ичоскчл и тормомоханичеокая обработка сбрсьцсв для рентгенографического duaei«* и эликтркшол микроскопии; (.2, 3, с') .построение изотерг.пчес/пх п l:o«-i:h*гч

чееких диаграмм распада до 1> о ом:: р овинного и недо-фир^:роенного еустенита; сделан акали:. пзогирепчеелил н горсою.иогпчсски* даагра»4И распада деформир^.шюго и н и до о ¡я :п .j о:: и 11.. с го ауогсш» та; Н. 6') определены оаг/. те,;И .i:!!.1.в

гіараиегри прокатки ¡шзкоупородпстнх надояогипоЕашшх птал,).; (.4, 5, 7) проведена термическая и тврмоноханичоскпя обраб''тчп гсірапцср для ('Зхлілічоских испі;таніш; !5) опролелсіїП тгорг^тг:. пооло различпих рзкімов обраоотки; (.1-7] металлографлческін! аналіз всох «солодоважшх стале".

Фролова 3.D. Впияние горячей деформации на кинетику превращения аустенита в сталях различного состава. Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.10.01 " Металловедение и термическая обработка

кеталлов", Приазовский государственный технический университет, Иариуполь. 1S9S г.

Зачищается научная работа, которая содержит результаты исследований горячей деформации на кинетику превращения аустенита в изотермических условиях и при непрерывном охлаждении в сталях различного состава. Сделан анализ полученных результатов и предложено их практическое использование.

А N 0 Т А Т I О N

Frolova Z.U. The influence of the hot defornation on the kinetic o! thp austenite transforaation In the steels of different chealcal coaposltions. Manuscript. Thesis for title of candidats of Science (Eng.) in the speciality of "Metal’s science and heat treatsent Bétails", Near-Azov State Technical Hr I vers 1tety. Mariupol, 1995. '

The scientific иогк is defended. The it incluade the results nf research the Influence of hot deforaation on the kinetic of ai'Stenite transformation under the lsoteralcal conditions as well as under cortinlous cooling in the steels of different chealcal exposition. The reeular of chancing of phase transiornation’s in line uith the different condition ol coollns are shown. The ar.alys of results cbtainea is carried out. The recoaendatlon for

i.'-Actlrsl usint are given.

Клемові слова: гороче деформування, аустеніт,

кінетика. стмь різноманітного складу.