Дослідження впливу прискоренного охолодження на кінетику руйнування низьковуглецевих низьколегованих сталей

Abstract

UK: Розвиток сучасного будівництва ставить все зростаючі вимоги до властивостей матеріалів: підвищення їх механічних і корозійних характеристик .Особливе місце в широкому колі питань, пов’язаних з проблемою експлуатаційної надійності зварювальних металевих конструкцій, посідає вивчення здатності матеріалів чинити опір руйнуванню при статичних і динамічних навантаженнях. При цьому, опір матеріалу поширенню в ньому тріщини визначається його структурою, а саме морфологічними особливостями тонкої будови: розміром структурних складових, дисперсністю і розподілом неметалевих включень, типом внутрішньофазних та міжфазних границь. Саме тому, велике значення має дослідження взаємозв’язку між морфологічними особливостями структурних складових і характеристики руйнування. С цієї точки зору, однією з найбільш цікавих структурних складових є бейніт, тому що сталі з бейнітною структурою володіють високою міцністю при задовільній пластичності. Саме тому, вдосконалення властивостей високоміцного прокату з низьковуглецевих сталей для зварних будівельних металевих конструкцій шляхом з’ясування принципових залежностей між механізмами формування тонкої структури зазначених сталей та кінетикою розповсюдження руйнування є актуальноюпроблемою як з науковою так і з економічної точок зору. Мета статті −визначення взаємозв’язку між режимами післядеформаційного охолодження, кінцевою структурою та морфологією поверхонь руйнування металопрокату з низьковуглецевих низьколегованих сталей.Висновок. Проведено комплекс досліджень взаємозв’язку між структурним станом та морфологією поверхонь руйнування низьковуглецевих низьколегованих сталей. Встановлено, що збільшення швидкості охолодження призводить до зростання відсоткового вмісту продуктів бейнітного та мартенситного механізмів перетворення переохолодженого аустеніту. При цьому показано, що одночасно з відсотковою кількістю зростає також і геометричний розмір відповідних колоній. Шляхом використання макрофрактографічного аналізу показано, щоруйнування усіх зразків відбувається переважно по крихкому механізму. При цьому, результати мікрофрактографічного аналізу показали наявність певної кореляції між геометричними розмірами колоній бейніту та/або мартенситу та розмірами ділянок квазікрихкого руйнування. Наявність такої кореляції може свідчить про те, що в процесі руйнування пластична деформація локалізується в ділянках, які мають підвищений рівень внутрішньої енергії, зокрема всередині колоній бейніту та/або мартенситу.

EN: The development of modern construction places ever-increasing demands on the properties of materials: improving their mechanical and corrosion characteristics. A special place in the wide range of issues related to the problem of operational reliability of welded metal structures is occupied by the study of the ability of materials to resist destruction under static and dynamic loads. At the same time, the material's resistance to crack propagation in it is determined by its structure, namely the morphological features of the fine structure: the size of the structural components, the dispersion and distribution of non-metallic inclusions, the type of intraphase and interphase boundaries. That is why the study of the relationship between the morphological features of the structural components and the characteristics of destruction is of great importance. From this point of view, one of the most interesting structural components is bainite, because steels with a bainite structure have high strength with satisfactory plasticity. That is why the improvement of the properties of high-strength rolled products from low-carbon steels for welded building metal structures by elucidating the fundamental relationships between the mechanisms of the formation of the fine structure of the specified steels and the kinetics of fracture propagation is an urgent problem from both a scientific and an economic point of view. Purpose of the article. determining the relationship between post-deformation cooling regimes, the final structure and morphology of fracture surfaces of rolled metal from low-carbon, low-alloy steels.Conclusion. A set of studies on the relationship between the structural state and the morphology of the fracture surfaces of low-carbon, low-alloy steels has been conducted. It was established that an increase in the cooling rate leads to an increase in the percentage content of the products of bainite and martensitic mechanisms of transformation of undercooled austenite. At the same time, it is shown that the geometric size of the corresponding colonies also increases simultaneously with the percentage number. By using macrofractographic analysis, it is shown that the destruction of all samples occurs mainly by a brittle mechanism. At the same time, the results ofthe microfractographic analysis showed the presence of a certain correlation between the geometric sizes of the bainite and/or martensite colonies and the sizes of the areas of quasi-brittle fracture. The presence of such a correlation may indicate that in the process of destruction, plastic deformation is localized in areas that have an increased level of internal energy, in particular within the colonies of bainite and/or martensite.