ПОВЫШЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН МЕТОДОМ НЕТРАДИЦИОННЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ ОБРАБОТОК

Аннотация

The Explored particularities shaping the structure and complex mechanical characteristic construction steel with contents of carbon - 0,2% at chill from inside critical of the interval of the temperature. Got new proof of the possibility of the achievement good combination to toughness, viscosity and a flexible such steel when processing on ferrite-martensit structure. The rational modes unusual thermal processing are determined. Keywords: hot deformation, structured and phase conversions, re crystallization, mechanisms of the crushing, deep extraction, preparing products, fart crystallization, toughness, wear capability. В настоящее время для деталей несущих конструкций в технологическом и транспортном машиностроении используются малоуглеродистые и низколегированные стали с более высоким содержанием углерода (0,1- 0,30 %). Поскольку требования к конструкционной прочности таких сталей значительно возросли, важно установить, можно ли повысить механических свойства за счет обработки на двухфазную ферритно-мартенситную структуру методом необычных термических обработкой. Были рассмотрены закономерности формирования структуры и свойств малоуглеродистой стали ВСт3сп и низколегированной стали 14Г2АФ с карбонитридным упрочнением при закалке из межкритического интервала температур (МКИ). Нагрев под нетрадиционные термические обработки проводили в соляной ванне. Испытания на растяжение осуществляли на универсальной испытательной машине «Инстрон»-1185. Микроструктуру и количественные соотношения объемных долей феррита и мартенсита в структуре исследовали на микроскопе «Неофот» и линейном анализаторе «Эпиквант». Зависимости механических свойств от температуры необычный термической обработки стали Ст3сп представлены на рис.1, а стали 14Г2АФ-на рис.2. Видно, что при увеличении температуры выдержки в межкритическом интервале наблюдается непрерывное повышение показателей прочности и ударной вязкости, а также снижение показателей пластичности. Значения условного предела текучести возрастают в большой степени, чем значения предела прочности. Например, при температуре выдержки в межкритическом интервале 750ºС значения σ и σ стали ВСт3сп равны соответственно 830 и В 0,2 450 МПа, а при температуре 1150ºС 1085 и 810 МПа. Если разница в значениях σ и σ стали ВСт3сп в горячекатаном состоянии равны 140 МПа, то после В 0,2 закалки от температуры от 750 и 1150 ºС данная разница составляет соответственно 380 и 275 МПа. Это объясняется тем, что при закалке из МКИ происходит перераспределение углерода между ферритом и аустенитом, в 272 International scientific journal “Interpretation and researches” Volume 1 issue 2 (48) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2 результате чего его концентрация в феррите уменьшается. Поэтому в феррите после закалки появляется значительное количество подвижных дислокаций [1,2,3]. Рис.1.Влияние температуры закалки на механическую свойства стали ВСт3сп Кроме того, согласно [4] низкие значения σ сталях с ферритно- 0,2 мартенситной структурой можно объяснит влиянием объемного эффекта при мартенситном превращении аустенита. Этот эффект заключается в локальном увеличении объема примерно на 3-4 % от объемной доли аустенита и не зависит от концентрации углерода в аустените. Рис.2.Влияние температуры закалки на механическую свойства стали 14Г2АФ 273 International scientific journal “Interpretation and researches” Volume 1 issue 2 (48) | ISSN: 2181-4163 | Impact Factor: 8.2 Объемный эффект обуславливает образование в феррите большого количества подвижных дислокаций, которые облегчают пластическую деформацию при небольших напряжениях. Одновременно сопутствующий объемному эффекту микронапряжения способствует проявлению эффекта Баушингера. Это подтверждается тем, что практически во всех работах, посвященных ДФМС отмечается; если в структуре стали содержится 10-20 % мартенсита, то для нее значения σ даже ниже, чем для той же стали, но с 0,2 ферритно-перлитной структурой. Если объемная доля матренсита выше 20-25%, наблюдается возрастание значений σ . 0,2 Для исследования стали ВСт3сп с ферритно-мартенситной структурой изменение σ носит такой же характер. Аналогичная закономерность 0,2 наблюдается и для стали 14Г2АФ, но разница в значениях σ и σ меньше, чем В 0,2 для стали ВСт3с. Так, при температуре нагрева под закалку 750ºС для стали 14Г2АФ это разница составляет 330 МПа, а для стали ВСт3сп-380 МПа, при 1150 ºС - соответственно 240 и 275 МПа, что связано с наличием в составе стали 14Г2АФ легирующих элементов, ограничивающих подвижность дислокаций. Поэтому имеющиеся дислокационные источники могут быть активированы только посредством повышенных напряжений. Изучение микроструктуры исследованных сталей показало, что образование аустенита при выдержке в МКИ происходит не только путем растворения перлитных колоний, но и в результате образования и роста зародышей аустенита по границам ферритных зерен. Увеличение температуры закалки из МКИ приводит к возрастанию объемных долей мартенсита и соответственно повышению прочности и сн