Залежність розміру зерна аустеніту від умов гарячого обтискування вуглецевої сталі

Abstract

UK: Мета роботи − дослідження впливу температури і ступеня гарячого обтискування на розмір зерна аустеніту вуглецевої сталі. Матеріал і методика досліджень. Як матеріал для досліджень використана вуглецева сталь фрагмента залізничного колеса з умістом вуглецю 0,61 %. Температурний інтервал гарячого обтискування складав 950...1 150 ˚С, зі ступенями деформації 10...50 %. Дослідження мікроструктури сталі проводилися із застосуванням світлового мікроскопу. Підготовку об’єкта для досліджень, виявлення структури аустеніту і розрахунок розміру зерна аустеніту виконано у відповідності з методиками кількісної металографії. Результати. За отриманими залежностями визначено, що за витримки 1,5 хв після завершення гарячої деформації розвиток процесів динамічної і статичної рекристалізації викликає незначне зростання зерна аустеніту. Для більшості виробів, що виготовляються гарячим пластичним деформуванням указаної витримки достатньо, щоб зберегти частково гарячий наклеп аустеніту перед прискореним охолодженням для термічного зміцнення. Наукова новизна. На основі аналізу внутрішньої будови вуглецевої сталі залежно від параметрів гарячого обтискування визначено вплив тривалості витримки після завершення деформації на характер зміни розміру зерна аустеніту. Зменшення ступеня гарячої деформації сприяє підвищенню впливу температури обтискування на дисперсність аустенітної структури. Практична цінність. Характер впливу ступеня, температури гарячого обтискування і тривалості витримки після завершення деформації може бути використаний для удосконалення режимів високотемпературних формотвірних операцій вуглецевих сталей.

RU: Целью работы является исследование влияния температуры и степени горячего обжатия на размер зерна аустенита углеродистой стали. Материал и методика исследований. В качестве материала для исследований использована углеродистая сталь фрагмента железнодорожного колеса с содержанием углерода 0,61 %. Температурный интервал горячего обжатия составлял 950…1 150 ˚С, при степенях деформации 10…50 %. Исследование микроструктуры стали проводились с использованием светового микроскопа. Подготовка объекта для исследований, выявление структуры аустенита и оценка его размера зерна выполнялись с использованием методик количественной металлографии. Результаты. Из полученных зависимостей определено, что после выдержки 1,5 мин после завершения горячей деформации, развитие процессов динамической и статической рекристаллизации не приводит к значительному росту зерна аустенита. Для большинства изделий, изготавливаемых горячим пластическим деформированием, указанной выдержки достаточно, чтобы сохранить частично горячий наклеп аустенита перед ускоренным охлаждением при термическом упрочнении. Научная новизна. На основе анализа внутреннего строения углеродистой стали в зависимости от параметров горячего обжатия определено влияние продолжительности выдержки после завершения деформации на характер изменения размера зерна аустенита. Уменьшение степени горячей деформации способствует повышению влияния температуры обжатия на дисперсность аустенитной структуры. Практическая ценность. Определенный характер влияния степени, температуры горячего обжатия и продолжительности выдержки после завершения деформации может быть использован для совершенствования режимов высокотемпературных формообразующих операций углеродистых сталей.

EN: Purpose. The aim of the paper is to investigate the effect of temperature and the degree of hot reduction on the grain size of austenite carbon steel. Material and methods of research. As a material for research, the carbon steel of the fragment of a railway wheel with a carbon content of 0.61 % was used. The temperature range of hot reduction was 950…1 150 ° C, with deformation degrees of 10…50 %. Investigation of the microstructure of the steel was carried out using a light microscope. Preparation of the object for the studies, identification of the structure of the austenite and evaluation of its grain size were carried out using quantitative metallography techniques. Results. Depending on the received dependencies, it is determined that for exposures of 1,5 minutes after the completion of the hot deformation, the development of processes of dynamic and static recrystallizations leads to a slight increase in the grain of austenite. For most products made by hot plastic deformation of this exposure it is enough to preserve a partially hot austenite slander before accelerating cooling with thermal strengthening. Scientific novelty. On the basis of the analysis of the internal structure of carbon steel, depending on the parameters of hot reduction, the effect of the duration of aging after completion of the deformation on the character of the change in the grain size of the austenite was determined. The decrease in the degree of hot deformation promotes an increase in the effect of the reduction temperature on the dispersion of the austenite structure. Practical value. The definite nature of the influence of the degree, the temperature of the hot reduction and the duration of aging after the completion of the deformation can be used to improve the regimes of high temperature shaping operations of carbon steels.