Формирование микроструктуры и микротвердости горячекатаных if-сталей после холодной осадки и отжига

Abstract

RU: Постановка проблемы. Для изготовления изделий холодной штамповкой традиционно используют низкоуглеродистые стали, которые имеют относительно высокую пластичность и могут подвергаться значительной деформации без опасности разрушения и с минимальными энергетическими затратами. Недостатком углеродистых сталей является склонность к деформационному старению. Повышение требований к качеству изделий привело к появлению нового класса сталей с низким содержанием углерода и азота (IF-стали). Уровень их производства в мире постоянно увеличивается. IF-стали обладают хорошей штампуемостью, а сочетание высокой прочности и пластичности позволяет сохранять высокую конструктивную прочность изделий в аварийных ситуациях. Главные факторы упрочнения IF-сталей − измельчение зерна ферритной матрицы, легирование твердого раствора, регулирование плотности дислокаций и субструктуры при холодной прокатке, дополнительные − выделение из твердого раствора дисперсных частиц упрочняющих фаз и текстурное упрочнение. Низкие значення отношения sт/sв и высокая степень деформационного упрочнения IF-сталей гарантируют высокие прочностные свойства и однородность толщины штампованых деталей. Использование этих сталей вместо обычных низкоуглеродистых обеспечивает при сохранении прочности снижение массы пропорционально глубине вытяжки. Результаты исследования микроструктуры и микротвердости IF-сталей после холодной осадки могут быть полезны при холодной объемной листовой штамповке или холодной высадке крепежных деталей. В технологии внепечной обработки жидкой стали применяется обработка лигатурами, содержащими кальций. Влияние кальция на структуру и свойства стали проявляется в последовательной реализации многостадийного процесса, обусловленного его высокой химической активностью: рафинирование жидкого металла, глобуляризация неметаллических включений, модифицирование макро- и микроструктуры и т. п. Таким образом, исследования влияния температурно-деформационных режимов обработки на структуру и свойства IF-сталей являются актуальными. Цель работы – исследование влияния холодной осадки с последующим отжигом на эволюцию структуры и механические свойства горячекатаных IF-сталей. Вывод. Исследованы структура, размер зерен, плотность дислокаций, микротвердость сталей 01ЮТА и 01ЮТА* после прокатки, холодной осадки и отжига. Исследованные стали характеризуются различной способностью к деформации и лучшей штампуемостью стали 01ЮТА*.

UK: Постановка проблеми. Для виготовлення виробів холодною штамповкою традиційно використовують низьковуглецеві сталі, які характеризуються високою пластичністю і можуть піддаватись значній деформації без руйнування і з мінімальними енергетичними витратами. Недолік вуглецевих сталей − схильність до деформаційного старіння. Підвищення вимог до якості виробів зумовило появу нового класу сталей з низьким вмістом вуглецю й азоту (IF-сталі). Рівень їх виробництва у світі постійно збільшується. IF-сталі здатні до штамповки, а поєднання високої міцності і пластичності дозволяє зберігати високу конструктивну міцність виробів в аварійних ситуаціях. Головні фактори зміцнення IF-сталей − подрібнення зерна феритної матриці, легування твердого розчину, регулювання щільності дислокацій і субструктури під час холодної прокатки, додаткові − виділення із твердого розчину дисперсних часток зміцнювальних фаз і текстурні зміцнення. Низькі значення відношення sт/sв і високий ступінь деформаційного зміцнення IF-сталей гарантують високі міцнісні властивості та однорідність товщини штампованих деталей. Використання цих сталей замість звичайних низьковуглецевих забезпечує при зберіганні міцності зниження маси, пропорційне глибині витяжки. Результати дослідження мікроструктури і мікротвердості IF-сталей після холодної осадки можуть бути корисні для холодної об'ємної листової штамповки чи холодної висадки кріпильних деталей. В технології позапічної обробки рідкої сталі застосовується обробка лігатурами, що містять кальцій. Вплив кальцію на структуру і властивості сталі проявляється в поступовій реалізації багатостадійного процесу, зумовленого його високою хімічною активністю: рафінування рідкого металу, глобуляризація неметалевих включень, модифікування макро- і мікроструктури і тощо. Таким чином, дослідження впливу температурно-деформаційних режимів обробки на структуру і властивості IF-сталей є актуальними. Мета роботи – дослідження впливу холодної осадки з наступним відпалом на еволюцію структури і механічні властивості гарячекатаних IF-сталей. Висновок. Досліджено структуру, розмір зерен, щільність дислокацій, мікротвердість сталей 01ЮТА и 01ЮТА* після прокатки, холодної осадки та відпалу. Досліджені сталі характеризуються різною здатністю до деформації і кращою штампованістю сталі 01ЮТА*.

EN: Raising of problem. The low carbon steels which have relatively high plasticity and can undergo significant deformation without the danger of the fracture and with minimum energy costs are used for the manufacture of cold formed conventionally. The disadvantage of the carbon steels is a tendency to strain aging. The increasing quality requirements products has led to the new class of steels with low carbon and nitrogen contents (IF-steel). The level of their production in the world is constantly increasing. IF-steels have good formability and the combination of high strength and ductility allows to maintain high structural strength of products in emergency situations. The ferritic matrix grain refinement, solid solution alloying, regulation dislocation density and substructures in cold rolling, optional - selection of the particulate solid solution strengthening and texture strengthening phases are the main IF-steels hardening factors. The low ratio values т/в and high degree of strain hardening IF-steel are guaranteed high strength properties and thickness uniformity of stamping parts. The using low-carbon steels instead of the usual steels will provide strength while maintaining weight reduction is proportional to the depth of the hood. The study microstructure and microhardness results of the IF-steels after cold rainfall may be useful in cold bulk stamping sheet or cold heading fasteners. The technology of furnace treatment of liquid steel processing is applied ligatures containing calcium. Influence of calcium on the steel’s structure and properties is manifested in the consistent implementation of the multi-stage process, due to its high chemical activity: refining liquid metal globularization nonmetallic inclusions, modify the macro - and microstructure, etc. Thus, investigations of the temperature and deformation modes of treatment influences on the structure and properties of the IF-steels are relevant. Purpose – to study the influence of cold shrink with followed annealing to the structure and mechanical properties evolutions of hot rolled IF-steels. Conclusion. The structure, grains size, dislocation density, microhardness of steels 01ЮТА and 01ЮТА* after rolling, cold upsetting and annealing were investigated. The analyzed steels are characterized by different ability to deformation and it was concluded that steel 01ЮТА* has better formability.