Закономерности и механизмы термомеханического упрочнения проката из малоуглеродистой стали

Abstract

Представлены результаты исследований физической природы термомеханического упрочнения двутавра из стали 09Г2С. Установлены количественные закономерности формирования структуры, фазового состава, дефектной субструктуры и механических свойств в разных сечениях двутавра при ускоренном охлаждении в разных режимах. Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии выявлено формирование градиентных структурно-фазовых состояний, характеризующихся закономерным изменением по сечению типов и параметров дислокационной субструктуры, средних размеров частиц цементита и фрагментов α-фазы наноразмерного диапазона. Установлено, что основными причинами, ответственными за повышение прочности упрочненного слоя, являются субструктурные и деформационные механизмы, обусловленные формированием мартенсита и бейнита. Вклад этих механизмов является регулируемой величиной и существенно зависит от режима обработки стали.

Представлено результати досліджень фізичної природи термомеханічного зміцнення двотавра зі сталі 09Г2С. Встановлено кількісні закономірності формування структури, фазового складу, дефектної субструктури і механічних властивостей у різних перерізах двотавра за прискореного охолоджування за різними режимами. Методами просвітлювальної дифракційної електронної мікроскопії виявлено формування ґрадієнтних структурно-фазових станів, для яких характерною є закономірна зміна за перерізом типів і параметрів дислокаційної субструктури, середніх розмірів частинок цементиту та фраґментів α-фази нанорозмірного діяпазону. Встановлено, що основними причинами, відповідальними за підвищення міцности зміцненого шару, є субструктурні й деформаційні механізми, обумовлені формуванням мартенситу та бейніту. Внесок цих механізмів є реґульованою величиною, що істотно залежить від режиму обробки сталі.

The results of investigations of physical nature of the 09G2S steel (0.1% C, 1% Mn, 2% Si) H-beam thermomechanical strengthening are presented. The quantitative regularities of formation of the structure, phase composition, defect substructure, and mechanical properties in different H-beam cross sections under accelerated cooling in different regimes are revealed. The gradient structure—phase states formation is characterized by the regular change of dislocation substructure types and parameters, average cementiteparticles sizes and nanosize-range α-phase fragments on cross section are revealed by methods of transmission electron-diffraction microscopy. As revealed, the substructure and deformation mechanisms depending on the martensite and bainite formation are the main causes responsible for the hardened layer strength increase. These mechanisms contribution is a regulated value, and it depends on the steel treatment regime essentially.