Влияние наночастиц модификаторов на кинетику превращения в металле сварных швов высокопрочных низколегированных сталей

Abstract

Исследована структура металла швов высокопрочной низколегированной стали 14ХГНДЦ, в расплав которой вводились нанопорошковые частицы различных тугоплавких соединений — оксидов, карбидов и нитридов (TiC, TiN, SiC, VC, NbC, TiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂). Показана эффективность применения нанооксидов TiO₂ и ZrO₂, что позволило повысить механические свойства металла сварных швов (σв — 708 и 621 МПа, KCV₋₂₀ — 60 и 72,9 Дж/см², δ — 21 и 19%), за счет формирования комплекса бейнитных и игольчатых структур. С помощью установки имитации термических циклов Gleeble 3800 определена взаимосвязь между температурными интервалами превращения, количеством структурных составляющих и типом модифицирующих наночастиц.

Досліджено структуру металу швів високоміцної низьколегованої сталі 14ХГНДЦ, у розплав якої вводилися нанопорошкові частинки різних тугоплавких сполук — оксидів, карбідів і нітридів (TiC, TiN, SiC, VC, NbC, TiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂). Показано ефективність використання нанооксидів TiO₂ і ZrO₂, що дало можливість підвищити механічні властивості металу зварних швів (σв — 708 і 621 МПа, KCV₋₂₀ — 60 і 72,9 Дж/см², δ — 21 і 19%), за рахунок формування комплексу бейнітних та голчастих структур. За допомогою установки імітації термічних циклів Gleeble 3800 встановлено взаємозв'язок між температурними інтервалами перетворення, кількістю структурних складових і типом модифікуючих наночастинок.

The structure of welds of 14KhGNDTs high-strength low-alloy steel is studied. In the melt of this steel, nanopowder particles of various refractory compounds such as oxides, nitrides, and carbides (TiC, TiN, SiC, VC, NbC, TiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂) were introduced. The studies have shown the efficiency of the use of nanooxides TiO₂ and ZrO₂, which allows us to improve the mechanical properties of the metal of welds (σv = 708 and 621 MPa, respectively, KCV₋₂₀ = 60 and 72.9 J/cm², δ = 21 and 19%) due to the formation of a complex of bainite and acicular structures. With the aid of a Gleeble 3800 installation imitating the thermal cycles, the relationship between the temperature intervals of the transformation, number of structural components, and type of modifying nanoparticles is established.