Особливості впливу параметрів післядеформаційної термічної обробки та хімічного складу сталі на формування величини дійсного зерна

Abstract

UK: Постановка проблеми. Злитки та безперервнолиті заготовки піддають гарячій деформації, коли сталь перебуває в аустенітному стані. Інтервал температур деформації сталей у промислових умовах достатньо різноманітний (1 080…1 200 °С). Для кожної сталі температура нагріву визначається з урахуванням її хімічного складу і схильності до росту аустенітних зерен. Пластичне деформування металів і сплавів в аустенітному стані супроводжується двома конкуруючими процесами: збільшенням щільності дислокацій, що викликає зміцнення, та перебудовою мікроструктури і субструктури (динамічне знеміцнення). У проміжках між обтисненнями сталь частково відновлює свою структуру, тому формування остаточної мікроструктури постає результатом загальної кількості обтиснень за різних температур і пауз між ними, тобто залежить від статичних і динамічних процесів. Мета дослідження − встановити особливості впливу параметрів післядеформаційної термічної обробки та хімічного складу вуглецевої сталі на формування розміру перлітних зерен у структурі бунтового прокату. Результати. Встановлені особливості впливу параметрів післядеформаційної термічної обробки та хімічного складу свідчать про те, що у разі зниження температури початку повітряного охолодження у високовуглецевій сталі С82DV поряд із дисперсійним зміцненням можливий розвиток зернограничного зміцнення, що зумовлено не тільки виділенням карбідів або нітридів, а й уповільненням процесів рекристалізації. В той же час у разі легування сталі C82DCr хромом у кількості до 0,27 % зміцнення відбувається за рахунок твердорозчинного механізму (карбіди і нітриди хрому не виявлені). Показано, що дослідження особливостей формування структури й механічних властивостей високовуглецевих сталей, в тому числі легованих карбідотвірними елементами (ванадій і/або хром), слід проводити від температур не менше 1 040 С, за яких бар’єрний механізм не чинить істотного впливу на міграцію границь аустенітних зерен і формування структури аустеніту перед початком безперервного повітряного охолодження бунтового прокату.

RU: Постановка проблемы. Слитки и непрерывнолитые заготовки подвергают горячей деформации, когда сталь находится в аустенитном состоянии. Интервал температур деформации сталей в промышленных условиях достаточно разнообразный (1 080…1 200 °С). Для каждой стали температура нагрева определяется с учетом её химического состава и склонности к росту аустенитных зерен. Пластическое деформирование металлов и сплавов в аустенитном состоянии сопровождается двумя конкурирующими процессами: увеличением плотности дислокаций, что вызывает упрочнение, и перестраиванием микроструктуры и субструктуры (динамическое разупрочнение). В промежутках между обжатиями сталь частично восстанавливает свою структуру, поэтому формирование окончательной микроструктуры является результатом общего количества обжатий при различных температурах и пауз между ними, то есть зависит от статических и динамических процессов. Цель исследования. Установить особенности влияния параметров последеформационной термической обработки и химического состава углеродистой стали на формирование размера перлитных зерен в структуре бунтового проката. Результаты. Установленные особенности влияния параметров последеформационной термической обработки и химического состава свидетельствуют о том, что при снижении температуры начала воздушного охлаждения в высокоуглеродистой стали С82DV наряду с дисперсионным упрочнением может развиваться зернограничное упрочнение, что обусловлено не только выделением карбидов или нитридов, но и замедлением процессов рекристаллизации. В то же время при легировании стали C82DCr хромом в количестве до 0,27 % упрочнение происходит за счет твёрдорастворного механизма (карбиды и нитриды хрома не обнаружены). Показано, что исследование особенностей формирования зеренной структуры и механических свойств высокоуглеродистых сталей, в том числе легированных карбидообразующими элементами (ванадий и/или хром), следует проводить от температур не ниже 1 040 °С, при которых барьерный механизм не оказывает существенного влияния на миграцию границ аустенитных зерен и формирование структуры аустенита перед началом непрерывного воздушного охлаждения бунтового проката.

EN: Problem statement. Ingots and continuous cast billets are hot deformed when the steel is in the austenitic state. The temperature range of steel deformation in industrial conditions is quite diverse (1 080…1 200 °C). For each steel the heating temperature is determined taking into account its chemical composition and propensity to grow austenitic grains. Plastic deformation of metals and alloys in the austenitic state is accompanied by two competing processes: an increase of the density of dislocations, which causes the hardening, and rebuilding of the microstructure and substructure (dynamic softening). In the intervals between reductions the steel partially restores its structure, therefore the formation of the final microstructure is the result of the total number of reductions at different temperatures and pauses between them, that is, it depends on static and dynamic processes. Purpose. To establish the peculiarities of the influence of the parameters of post-deformation heat treatment and the chemical composition of carbon steel on the formation of the size of pearlite grains in the structure of rolled products. Results. The established specific features of the influence of post- deformation heat treatment parameters and chemical composition indicate that when the air cooling temperature is decreased for high carbon steel C82DV, along with dispersion hardening, grain-boundary hardening can develop, which is caused not only by the release of carbides or nitrides, but also by slowing down the recrystallization processes. At the same time, when steel C82DCr is doping with chromium in an amount up to 0.27 %, hardening occurs due to the solid-solution mechanism (carbides and chromium nitrides are not detected). It is shown that the study of the features of the formation of the grain structure and mechanical properties of high carbon steels, including those doped with carbide-forming elements (vanadium and / or chromium), should be carried out from temperatures of at least 1 040 °C, at which the barrier mechanism does not significantly affect the migration of austenite grain boundaries and the formation of austenite structure before the start of continuous air cooling of wire rod.