Про конкуруючі процеси на границях включення - матриця за прокатки сталей

Abstract

UK: Ціль дослідження − вивчення процесів, що визначають взаємодію неметалевих включень та сталевої матриці під час прокатки сталей. Методика. Поведінку включень вивчали за гарячої прокатки сталей 08Ю, 08Т, 08кп, НБ-57, 08ГСЮТФ в інтервалі температур 1 200...900 °С та холодної прокатки зі ступенями деформації 35...75 %. Дослідження гарячого просковзування уздовж границь включення − матриця спостерігали за високотемпературної (900...1 200 °С) деформації розтягуванням у вакуумі на установці ІМАШ-5С зі швидкістю переміщення захватів 1 680 мм/хв. За дослідженням холодного просковзування зразки сталей розтягували у вакуумі за температур 25...900 °С на установці ІМАШ-5С зі швидкістю переміщення захватів 2 000 мм/хв. На поверхні зразків за допомогою приладу ПМТ-3 наносили реперні точки поблизу полюсів включення 0° та 90° по обидва боки від границі включення − матриця. Методики досліджень наведено у роботах [10; 11]. Ідентифікацію включень проводили металографічним (Neophot-31), петрографічним та мікрорентгеноспектральним (МС-46 Cameca) методами. Результати. Показано, що за пластичної деформації відбувається взаємодія неметалевих включень і сталевої матриці, яка визначає їх спільну пластичну формозміну і пов'язана з розвитком конкуруючих процесів у міжфазних границях включення − матриця: міжфазне тертя та просковзування (гаряче або холодне в залежності від температури деформації). Визначені механізми цих процесів в залежності від умов деформації та рівня пластичності неметалевих включень і сталевої матриці. Наукова новизна. Встановлено особливості міжфазного тертя та гарячого і холодного просковзування уздовж міжфазних границь включення − матриця сталі за різних умов пластичної деформації. Показано, що механізми кожного із зазначених процесів залежать від температурного режиму деформації, рівня пластичності включень та сталевої матриці, а також від будови границь включення − матриця, що визначає можливості руху та взаємодії міжфазних дефектів. Показано, що зазначені процеси визначають рівень пластичності границь включення − матриця і істотно впливають характер формозміни включень та їх перерозподілу в сталевий матриці в процесі прокатки сталі, що неминуче впливає на технологічну пластичність сталей. Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволить розробити технології отримання сталей з регламентованими видами неметалевих включень, що дозволить суттєво підвищити їх технологічні характеристики, а також запобігти утворенню різноманітних дефектів при обробці сталей тиском.

EN: Purpose of the work – to study of the processes that determine the interaction of non-metallic inclusions and the steel matrix during steel rolling. Methods. The behavior of inclusions was studied during hot rolling of steels 08Yu, 08T, 08kp, NB-57, 08GSYUTF in the temperature range of 1 200...900 °C and cold rolling with degrees of deformation of 35...75 %. The study of hot slipping along the boundaries of the inclusion − matrix was observed during high-temperature (900...1 200 °C) deformation by stretching in a vacuum on the IMASH-5S installation with a gripper movement speed of 1 680 mm/min. According to the study of slipping, steel samples were stretched in a vacuum at temperatures of 25...900 °С on the IMASH-5S installation with a gripper movement speed of 2 000 mm/min. On the surface of the samples, using the PMT-3 device, reference points were applied near the 0° and 90° inclusion poles on both sides of the inclusion − matrix boundary. Research methods are given in works [10; 11]. Identification of inclusions was carried out by metallographic (Neophot-31), petrographic and micro-X-ray spectral (MS-46 Cameca) methods. Results. It is shown that during plastic deformation, there is an interaction between non-metallic inclusions and the steel matrix, which determines their joint plastic shape change and is associated with the development of competing processes at the inclusion − matrix interphase boundaries: interphase friction and slipping (hot or cold depending on the deformation temperature). The mechanisms of these processes are determined depending on the deformation conditions and the level of plasticity of non-metallic inclusions and the steel matrix. Scientific novelty. The peculiarities of interphase friction and hot and cold slipping along the inclusion − matrix interphase boundaries of steel under different conditions of plastic deformation have been established. It is shown that the mechanisms of each of these processes depend on the temperature regime of deformation, the level of plasticity of the inclusions and the steel matrix, as well as on the structure of the inclusion − matrix boundaries, which determines the possibilities of movement and interaction of interfacial defects. It is shown that the specified processes determine the level of plasticity of the inclusion − matrix boundaries and significantly affect the nature of the change in shape of the inclusions and their redistribution in the steel matrix during steel rolling, which inevitably affects the technological plasticity of steels. Practical significance. The use of the results obtained will make it possible to develop technologies for producing steels with regulated types of nonmetallic inclusions, which will significantly increase their technological characteristics, as well as prevent the formation of various kinds of defects during the processing of steels by pressure of products.