Фазово-структурний стан і механічні властивості сталі 60С2ХФА після Q-n-P-T обробки

Автор(и)

  • V. I. Zurnadzhy ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine
  • V. G. Efremenko ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine
  • V. M. Matvienko ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine
  • M. М. Brykov Запорізький національний технічний університет, м. Запоріжжя, Ukraine
  • О. V. Tsvetkova ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine
  • M. O. Ksenita ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.35.2017.125106

Ключові слова:

Q-n-P-Т, мікроструктура, міцність, пластичність, ударна в'язкість

Анотація

В статті описано вплив низького відпуску на фазово-структурний стан та механічні властивості сталі 60С2ХФА, яку було піддано Q-n-P («Quenching and partitioning») термічній обробці. Встановлено, що Q-n-P обробка (аустенизація із гартувальним охолодженням до 160°С і наступною витримкою при 300°С впродовж 300 с) істотно підвищує комплекс механічних властивостей сталі в порівнянні зі стандартним загартуванням та відпуском при 300°С. Відпуск призводить до додаткового зростання міцності та пластичності сталі. Покращення властивостей пов'язано із формуванням багатофазної мікроструктури (мартенсит/нижній бейніт/аустеніт), яка містить підвищену кількість залишкового аустеніту. Відпуск при температурі більш ніж 200°С зменшує долю аустеніту в структурі, що викликає деяке зниження ударної в'язкості

Біографії авторів

V. I. Zurnadzhy, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Аспірант

V. G. Efremenko, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор технічних наук, професор

V. M. Matvienko, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор технічних наук, професор

M. М. Brykov, Запорізький національний технічний університет, м. Запоріжжя

Доктор технічних наук, професор

О. V. Tsvetkova, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

M. O. Ksenita, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Студент

Посилання

Список использованных источников:

Fracture Toughness of an Advanced Ultrahigh-strength TRIP-aided Steel / J. Kobayashi [et al.] // ISIJ International. – 2014. – Vol. 54. – Issue 4. – Pp. 955-962.

Чейлях А.П. О связи механических свойств с развитием мартенситного превращения при испытаниях хромомарганцевых сталей / А.П. Чейлях, Л.С. Малинов, К.Н. Соколов // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия. – 1986. – № 4. – С. 86-92.

Carbon partitioning into austenite after martensite transformation / J.G. Speer [et al.] // Acta Materialia. – 2003. – Vol. 51. – Issue 9. – Pp. 2611-2622.

Partitioning of carbon from supersaturated plates of ferrite, with application to steel process-ing and fundamentals of the bainite transformation / J.G. Speer [et al.] // Current Opinion in Solid State and Materials Science. – 2004. – Vol. 8. – Issues 3-4. – Pp. 219-237.

Hsu T.Y. Design of structure, composition and heat treatment process for high strength steel / T.Y. Hsu, Z.Y. Xu // 6th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing. Materials Science Forum. – 2007. – Vols. 561-565. – Pp. 2283-2286.

Enhancement of the mechanical properties of a Nb-microalloyed advanced high-strength steel treated by quenching–partitioning–tempering process / N. Zhong [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2009. – Vol. 506. – Issue 1-2. – Pp. 111-116.

Application of the Q-n-P-Treatment for Increasing the Wear Resistance of Low-Alloy Steel with 0.75% C / V.G. Efremenko [et al.] // Materials Science. – 2017. – Vol. 53. – Issue 1. – Pp. 67-75.

Microstructure–hardness relationship in quenched and partitioned medium-carbon and high-carbon steels containing silicon / S.S. Nayak [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2008.– Vol. 498. – Isues 1-2. – Pp. 442-456.

Work hardening behaviors of a low carbon Nb-microalloyed Si–Mn quenching–partitioning steel with different cooling styles after partitioning / J. Zhang [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2013. – Vol. 585. – Pp. 132-138.

High strength-elongation product of Nb-microalloyed low-carbon steel by a novel quench-ing–partitioning–tempering process / S. Zhou [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2011. –Vol. 528. – Issue 27. – Pp. 8006-8012.

Enhanced stability of retained austenite and consequent work hardening rate through pre-quenching prior to quenching and partitioning in a Q–P microalloyed steel / J. Zhang [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2014. – Vol. 611. – Pp. 252-256.

Sun J. Microstructure development and mechanical properties of quenching and partitioning (Q&P) steel and an incorporation of hot-dipping galvanization during Q&P process / J. Sun, H. Yu // Materials Science & Engineering: A. – 2013. – Vol. 586. – Pp. 100-107.

Ефременко В.Г. Технологические схемы термической обработки низколегированной стали на основе Q&P принципа / В.Г. Ефременко, В.И. Зурнаджи, В.Г. Гаврилова // Научный вестник Донбасской государственной машиностроительной академии. – 2017. – № 1. – С. 15-23.

Ефременко В.Г. Перспективы использования Q&P-технологии термообработки для повышения комплекса механических свойств стали / В.Г. Ефременко, В.И. Зурнаджи // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2015. – Вип. 31. – С. 35-41. – (Серія: Технічні науки).

Thermal stability of retained austenite in TRIP steels studied by synchrotron X-ray diffraction during cooling / N.H. Van Dijk [et al.] // Acta Materialia. – 2005. – Vol. 53. – Issue 20. – Pp. 5439-5447.

Effects of austenitization temperature and compressive stress during bainitic transformation on the stability of retained austenite / M. Zhou [et al.] // Transactions of the Indian Institute of Metals. – 2017. – Vol. 70. – Issue 6. – Pp. 1447-1453.

Курдюмов Г.В. Превращения в железе и стали / Г.В. Курдюмов, Л.М. Утевский, Р.И. Энтин. – М. : Наука, 1977. – 236 с.

Малинов Л.С. Влияние мартенсита деформации на свойства сталей Fe-Cr-Mn / Л.С. Малинов, А.П. Чейлях, К.Н. Соколов // ИзвестияАН СССР. Металлы. – 1988. – № 2. – С. 78-84.

Tensile behaviour of a nanocrystalline bainitic steel containing 3wt% silicon / C. Garcia-Mateo [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2012. – Vol. 549. – Pp. 185-192.

References:

Kobayashi J., Ina D., Futamura A., Sugimoto K. Fracture Toughness of an Advanced Ultrahigh-strength TRIP-aided Steel. ISIJ International, 2014, vol. 54, iss. 4, pp. 955-962.

Cheylyakh А.P., Malinov L.S., Sokolov K.N. О svyazi mehanichetskih svoistv s razvitiem martensitnogo prevrashenia pri ispytaniyah hromomargantsevyh stalei [On correlation between mechanical properties with martensite transformation in chromium-manganese steels under testing]. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaia Metallurgiia – Izvestiya. Ferrous Metallurgy, 1986, no.4, pp. 86-92. (Rus.)

Speer J.G., Matlock D.K., De Cooman B.C., Schroth J.G. Carbon partitioning into austenite after martensite transformation. Acta Materialia, 2003, vol. 51, iss. 9, pp. 2611-2622.

Speer J.G., Edmonds D.V., Rizzo F.C., Matlock D.K. Partitioning of carbon from supersatu-rated plates of ferrite, with application to steel processing and fundamentals of the bainite transformation. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2004, vol. 8, iss. 3-4, pp. 219-237.

Hsu T.Y., Xu Z.Y. Design of structure, composition and heat treatment process for high strength steel. Abstracts of 6th Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materials and Processing, Materials Science Forum, 2007, vols. 561-565, pp. 2283-2286.

Zhong N., Wang X.D., Wang L., Rong Y.H. Enhancement of the mechanical properties of a Nb-microalloyed advanced high-strength steel treated by quenching–partitioning–tempering process. Materials Science and Engineering: A, 2009, vol. 506, iss. 1-2, pp. 111-116.

Efremenko V.H., Zurnadzhy V.I., Chabak Yu.G., Tsvetkova O.V., Dzherenova A.V. Application of the Q-n-P-Treatment for Increasing the Wear Resistance of Low-Alloy Steel with 0.75% C. Materials Science, 2017, vol. 53, iss. 1, pp. 67-75.

Nayak S.S., Anumolu R., Misra R.D.K., Kim K.H., Lee D.L. Microstructure–hardness relationship in quenched and partitioned medium-carbon and high-carbon steels containing silicon. Materials Science and Engineering: A, 2008, vol. 498, iss. 1-2, pp. 442-456.

Zhang J., Ding H., Wang C., Zhao J., Ding T. Work hardening behaviors of a low carbon Nb-microalloyed Si–Mn quenching–partitioning steel with different cooling styles after partitioning. Materials Science and Engineering: A, 2013, vol. 585, pp. 132-138.

Zhou S., Zhang K., Wang Y., Gu J.F., Rong Y.H. High strength-elongation product of Nb-microalloyed low-carbon steel by a novel quenching–partitioning–tempering process. Materials Science and Engineering: A, 2011, vol. 528, iss. 27, pp. 8006-8012.

Zhang J., Ding H., Misra R.D.K., Wang C. Enhanced stability of retained austenite and consequent work hardening rate through pre-quenching prior to quenching and partitioning in a Q–P microalloyed steel. Materials Science and Engineering: A, 2014, vol. 611, pp. 252-256.

Sun J., Yu H. Microstructure development and mechanical properties of quenching and partitioning (Q&P) steel and an incorporation of hot-dipping galvanization during Q&P process. Materials Science & Engineering: A, 2013, vol. 586, pp. 100-107.

Efremenko V.H., Zurnadzhy V.I., Gavrilova V.H. Tehnologicheskie shemy termicheskoj obrabotki nizkolegirovannoj stali na osnove Q&P principa [Technological schemes of low-alloy steel’s heat treatment based on Q&P principle], Nauchnyj vestnik DGMA – Scientific reporter of DSEA, 2017, no.1, pp. 15-23. (Rus.)

Efremenko V.H., Zurnadzhy V.I. Perspektivy ispol'zovanija Q&P-tehnologii termoobrabotki dlja povyshenija kompleksa mehanicheskih svojstv stali [Perspectives of using Q&P-heat treatment process for improving complex of mechanical properties of steel], Vіsnik Priazovs'kogo derzhavnogo tehnіchnogo unіversitetu. Seriia: Tehnіchnі nauki – Reporter of the Priazovskyi state technical university. Section: Technical sciences, 2015, iss. 31, pp. 35-41. (Rus.)

Van Dijk N.H., Butt A.M., Zhao L., Sietsma J., Offerman S.E., Wright J.P., van der Zwaag S. Thermal stability of retained austenite in TRIP steels studied by synchrotron X-ray diffraction during cooling. Acta Materialia, 2005, vol. 53, iss. 20, pp. 5439-5447.

Zhou M., Xu G., Wang L., He B. Effects of austenitization temperature and compressive stress during bainitic transformation on the stability of retained austenite. Transactions of the Indian Institute of Metals, 2017, vol. 70, iss. 6, pp. 1447-1453.

Kurdiumov G.V., Utevskiy L.M., Entin R.I. Prevrasheniya v zheleze i stali [Transformations in iron and steels]. Moskow, Nauka Publ., 1977. 236 p. (Rus.)

Malinov L.S., Cheylyakh А.P., Sokolov K.N. Vliyanie martensita deformatsii na svoistva stalei Fe-Cr-Mn [Effect of deformation martensite on the properties of Fe-Cr-Mn steels]. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaia Metallurgiia – Izvestiya. Ferrous Metallurgy, 1988, no.2, pp. 78-84. (Rus.)

Garcia-Mateo C., Caballero F.G., Sourmail T., Elvira R. Tensile behaviour of a nanocrystalline bainitic steel containing 3wt% silicon. Materials Science and Engineering: A, 2012, vol. 549, pp. 185-192.

##submission.downloads##

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 > >>