Трякина Н. Ю.1, Приймак Е. Ю.1, Фирсова Н. В.1, Крылова С. Е.1, Соколов С. О.2

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ХРОМИСТЫХ ВАЛКОВЫХ СТАЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ОБЪЕМНОЙ КОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ОТЖИГА

Бабичева Р. И., Мулюков Х. Я.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, г.Уфа, Россия

[email protected]

В работе исследовано термическое расширение сплава с эффектом памяти формы Ti-49,8ат.%Ni. Пластина сплава в исходном состоянии толщиной 0,6 мм была прокатана на 40% обжатия при температурах 470, 570, 670, 770 и 870 К, то есть в высокотемпературной фазе B2.

Рис. 1. Дилатация прокатанного сплава при нагреве и охлаждении (а); изменение высоты скачка дилатации при мартенситном превращении (h) в процессе термоциклирования образца, прокатанного при различных температурах (б).

Температурная зависимость термического расширения, ∆L(T)/L 0, сплава, за- писанная для образца, вырезанного вдоль направления прокатки, представляет со- бой петлю гистерезиса (рис.1, а). В интервале температур прямого мартенситного превращения материал испытывает резкое сокращение, а при обратном мартенсит- ном переходе – расширение. В работе показано, что высота такого скачка, h, не ос- тается стабильной при термоциклировании сплава через интервал температур мар- тенситного перехода (рис.1, б).

Обнаружено, что наиболее стабильной по отношению к числу циклов вели- чиной термического расширения при мартенситном переходе обладает сплав с фрагментированной структурой, полученный прокаткой при невысоких темпера- турах (470 и 570 К). В то же время с увеличением числа циклов высота скачка ди- латации в сплаве с рекристаллизованной структурой, полученном прокаткой при более высоких температурах (670, 770, 870 К), быстро возрастает и стабилизирует- ся приблизительно к 25 термическому циклу.

Установлено, что максимальный и в то же время наиболее стабильный скачок дилатации, а следовательно, и величина эффекта обратимой памяти формы (h =1,33%), наблюдается в образца сплава, прокатанного при 570 К.

1ОГТИ (филиал) ОГУ, г. Орск, Россия

2ОАО «МК ОРМЕТО-ЮУМЗ»

[email protected]

В работе проведены исследования экспериментальных марок валковых ста- лей 110Х3Г2МТР, 70Х3Г2ФТР и 70Х3Г2ВТБ после объемной ковки и последую- щего отжига. Технология проведения ковки в условиях производства заключалась в ступенчатом нагреве заготовок с печью до температур 400 (5 часов), 850 (5 часов) и 1200 ºС (8 часов) со скоростью не более 50 ºС/ч, горячей пластической деформа- ции при температуре 1200 ºС, затем осуществлялась посадка в печь при температу- ре 350 ºС на 3 часа с дальнейшим охлаждением на спокойном воздухе. После ковки проводили отжиг при температуре 800 °С с выдержкой 2 часа с охлаждением раз- ными способами: с печью; до 600 °С с печью, затем на воздухе; до 500 °С с печью, затем на воздухе.

Металлографическими исследованиями установлено (рис. 1), что одновре- менное воздействие высоких температур и пластической деформации способство- вало полному исчезновению остатков литой структуры и в сталях 100Х3Г2МТР и 70Х3Г2ФТР – к раздроблению сетки эвтектических карбидов с выделением округ- лых частиц. Однако, для всех исследуемых сталей после ковки характерно пре- имущественно строчечное расположение избыточных фаз (полосчатость) вследст- вие формирования текстуры деформации.

а) б) в)

Рис. 1. Структура экспериментальных сталей после ковки:

а – 100Х3Г2МТР; б – 70Х3Г2ФТР; в – 70Х3Г2ВТБ

Проведение отжига с охлаждением в печи способствовало к сохранению лик- вационных участков: и в структуре стали 100Х3Г2МТР присутствовали выражен- ные участки скоплений карбидов, а в стали 70Х3Г2ФТР частично сохранилась ориентация структуры относительно направления деформации. Однако примене- ние комбинированного охлаждения привело к устранению этого недостатка, так как ускоренное охлаждение заготовок на воздухе способствовало уменьшению диффузии углерода и получению однородной феррито-перлитной структуры с рав- номерно распределенными карбидными включениями.

Анализ дюрометрических испытаний показал, что после ковки заготовки по- лучили пониженную твердость порядка 18-23 HRC. Последующий отжиг при 800

ºС привел к увеличению твердости стали 100Х3Г2МТР до 25 HRC, а 70Х3Г2ВТБ до 33 HRC, что можно объяснить более полным переводом легирующих элементов

в раствор при нагреве и получение однородной структуры с равномерно распреде- ленными карбидами после охлаждения.

Дата добавления: 2017-01-14