Исследование структурных условий повышения характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости мартенситностареющих сталей

Abstract

Проанализированы охрупчивающие и пластифицирующие параметры структуры нержавеющих (Х12Н10МТ, Х11Н10М2Т, Х13Н9Д2МТ) и высокопрочных (Н18М3Т, Н18К9М5Т) мартенситностареющих сталей, варьируемые термокинетическими условиями, последовательностью и кратностью различных процессов термической обработки - аустенитизации, упрочняющего старения и фазового α ↔ γ-превращения в межкритическом интервале температур. Обосновано раздельное и совместное влияние размера аустенитного зерна и объемной доли частиц интерметаллидных фаз на закономерности изменения и взаимосвязь характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости при термическом упрочнении. Обнаружена роль аустенита, формирующегося при α → γ-превращении, в повышении деформированной способности и трещиностойкости рассматриваемых сталей с учетом характера их легирования. Определены структурные условия реализации его пластифицирующего влияния на высокопрочное состояние мартенситностареющей стали на основе выявленного смещения температурного интервала повторного α → γ-превращения в область температур упрочняющего старения.

Проаналізовано крихкісні й пластифікуючі параметри структури неіржавких (Х12Н10М Т, Х11Н10М2Т, Х13Н9Д2МТ ) та високоміцних (Н18М 3Т, Н18К9М5Т) мартенситностаріючих сталей, варійовані термокінетичними умовами, послідовністю й кратністю різних процесів термічної обробки - аустенітизація, зміцнення при старінні, α ↔ γ-перетворення у міжкритичному діапазоні температур. Обгрунтовано роздільний і спільний вплив розміру аустенітного зерна та об’ємної долі частинок інтерметалідних фаз на закономірності зміни й взаємозв’язок характеристик міцності, пластичності та тріщиностійкості при термічному зміцненні. Встановлено вплив аустеніту, що формується при α → γ-перетворенні, на підвищення деформативної здатності й тріщиностійкості досліджуваних сталей з урахуванням характеру легування. Визначено структурні умови реалізації пластифікуючого впливу на високоміцний стан мартенситностаріючої сталі на основі виявленого зміщення температурного діапазону повторного α → γ-перетворення в область температур зміцнення при старінні.

We analyzed structural parameters controlling the brittleness and ductility of stainless (Kh12N10MT, Kh11N10M2T, and Kh13N9D2MT) and high-tensile (N18M3T and N18K9M5t) maraging steels. Variation of these parameters can be achieved by thermal-kinetic conditions, sequence and multiplicity of application of various heat treatment processes, such as austenitization, hardening/ageing and α ↔ γ phase transition in the subcritical temperature range. We justified an individual and joint influence of austenite grain size and volume ratio of intermetallic phase particles on the behavior and interaction of characteristics of strength, plasticity and crack resistance at thermal strengthening. We determined the influence of austenite formed in the α → γ phase transition on the increase in deformability and crack resistance of steels under study with the account of the elements added to the steel alloy. Based on the shift towards the temperature range of hardening/ ageing discovered in the temperature range of the recurring α → γ phase transition, we defined the structural requirements for the plastizicing effect occurring in the high-tensile state of maraging steel.