Підвищення властивостей сталей отриманням у їх структури поряд з іншими складовими метастабільного аустеніту і подальшої зміцненого

Анотація

Актуальність роботи. Підвищення механічних властивостей сталей і їх зносостійкості дозволяє збільшити експлуатаційну стійкість деталей машин, що є важливим завданням матеріалознавства. Одним з перспективних напрямків в її вирішенні є технології комбінованої обробки, засновані на принципі отримання у них різноманітними способами структури, що містить поряд з іншими складовими (мартенситом різних типів, нижнім бейнітом, в ряді випадків карбидами) підвищеної кількості (³ 25 %) метастабильного аустеніту, і подальшим зміцненням. При цьому деяка кількість аустеніту перетворюється в мартенсит деформації, а збережена частина зазнає динамічне деформаційне мартенситні перетворення (ДДМП) – ефект самозакалки при навантаженні (СЗН). Комбіновані технології обробки включають термічне (в ряді випадків хіміко-термічне) і деформаційні впливи на метал, шо здійснювані в різних поєднаннях і послідовності. Технології обробки для отримання в структурі сталей підвищеної кількості метастабільного аустеніту можуть включати: витримку в межкрітіческом інтервалі температур (МКІТ) при різних способах гарту, пластичну деформацію, стабілізуючу аустенит по відношенню до утворення мартенситу охолодження, термоциклювання та ін. Зміцнення сталей, що мають в структурі підвищену кількість метастабильного аустеніту, здійснюється холодною пластичною деформацією, після якої в ряді випадків проводиться відпуск, а також обробками з використанням джерел концентрованої енергії (лазерна, електронно-променева). Однак, в даний час принцип, що розглядається, і технології комбінованої обробки, що його реалізують, не застосовуються в промисловості. Це виключає використання метастабильного аустеніту, що є внутрішнім ресурсом самого матеріалу, і його трансформацію при навантаженні, що підвищує його здатність до самозахисту від руйнування в процесі випробувань властивостей і експлуатації. У зв'язку з цим доцільним є впровадження в практику запропонованих технологій комбінованої обробки, що забезпечить ресурсозбереження. В роботі на ряді сталей показана їх ефективність.

Мета роботи – показати можливість підвищення у досліджених сталей механічних властивостей або зносостійкості застосуванням технологій комбінованої обробки, заснованих на принципі, що передбачає отримання в їх структурі підвищеної кількості метастабільного аустеніту і подальше зміцнення, що зберігає можливість ДДМП і реалізацію ефекту СЗН.

Методи дослідження. Застосовувалися дюрометрічний, металографічний і рентгенівський методи дослідження. Визначалися механічні властивості при розтягуванні і ударна в'язкість, а також зносостійкість. Ці властивості порівнювалися з отриманими у досліджуваних сталей після типовий термообробки.

Результати. Показано, що запропоновані технології комбінованої обробки, що включають отримання в структурі досліджених сталей підвищеної кількості метастабільного аустеніту і подальше зміцнення, що зберігає можливість ДДМП і реалізацію ефекту СЗН підвищують механічні властивості або зносостійкість в порівнянні з їх рівнем після обробки, яка застосовується зазвичай.

Наукова новизна. Для підвищення механічних властивостей або зносостійкості сплавів запропонований інноваційний принцип, який полягає в отриманні у них перед зміцнюючими обробками підвищеної кількості метастабільного аустеніту, зберігши після них його частину, що здатна зазнавати ДДМП і, відповідно, реалізувати ефект СЗН при випробуванні властивостей і експлуатації.

Практична цінність. Для досліджених сталей визначені раціональні режими технологій комбінованої обробки, що включають отримання в їх структурі підвищеної кількості метастабільного аустеніту і подальше зміцнення, які показали свою ефективність в підвищення механічних властивостей або зносостійкості в порівнянні з обробками, які застосовуються звичай.