СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО СТАЛЬНОГО ФЕРРИТНО–МАРТЕНСИТНОГО КОМПОЗИТА

Авторы
Файлы

Пустовойт В.Н. Домбровский Ю.М. Лавриченко В.В. Статья в формате PDF 154 KB В последние десятилетия, долго существовавшее мнение о нецелесообразности применения ферритно-мартенситных структур в стали претерпело существенные изменения. Появились сообщения об успешном использовании сталей с дуальной ферритно-мартенситной структурой при изготовлении котельных труб и коллекторов, высокопрочных стержневых крепёжных деталей, а также горячекатаного листа для кузовных деталей автомобилей. Дальнейшее повышение комплекса механических свойств стали с такими дуальными структурами возможно в случае создания естественных композитов (ЕК), использующих идею формирования в структуре ориентированных волокон мартенсита в ферритной матрице. Такие композиты могут с успехом работать не только в условиях статических нагрузок, но при экстремальных ударных воздействиях, что особенно ценно в броневых конструкциях изделий военного назначения.

Известные способы получения естественных ферритно-мартенситных композитов (ЕФМК) предполагают проведение деформирования стали в различных температурных интервалах для получения структуры ориентированных волокон упрочняющей фазы (мартенсита) в пластичной матрице (феррите). В условиях металлургического производства широкий сортамент проката из доэвтектоидных сталей уже имеет строчечную ферритно-перлитную структуру, что зачастую считается неисправимым бpaком. Вместе с тем, структура, полученная в результате выделения феррита на вытянутых при прокатке включениях сульфидов (иногда шлаковых включениях), создает отличные условия для получения ЕФМК, исключающие необходимость проведения специальной деформации для ориентирования волокон матрицы и упрочняющей фазы. Одним из требований к композиту является достаточно строгая ориентировка упрочняющих волокон вдоль оси деформации, что в значительной степени определяет механизм передачи нагрузки от матрицы к волокну и вид разрушения композита. Поэтому стали со строчечной структурой, имеющие почти идеальную ориентировку полос перлита и феррита вдоль оси прокатки могут служить основой для получения ЕК с дуальной ферритно-мартенситной структурой путем закалки из межкритической области.

Реализацию этой идеи проводили на стали 40Х серийного производства. С целью определения хаpaктеристик механических свойств изготавливались стандартные образцы для испытаний на растяжение (σ_в , δ, ψ) и ударный изгиб (KCU). Образцы имели строчечную структуру, ориентированную вдоль длинной оси. Композит с ферритно-мартенситной структурой получали на этих образцах двумя способами. Первый способ предполагает нагрев и выдержку в области оптимальных температур полной закалки, т.е. полную фазовую перекристаллизацию, затем охлаждение вместе с печью до температуры, лежащей в межкритической области А₁- A₃, выдержку, необходимую для выделения избыточного феррита на вытянутых включениях сульфидов и последующую закалку. Второй способ отличается меньшей энерго- и трудоемкостью и заключается в нагреве стали в межкритический интервал температур, выдержке, необходимой для установления α↔γ фазового равновесия, и последующего закалочного охлаждения.

При очевидных недостатках 1-го способа (большие затраты времени и энергии, получение более крупных размеров действительного зерна) - он имеет одно неоспоримое технологическое преимущество. Дело в том, что температурный интервал A₁-A₃достаточно узкий и составляет, например, для стали 40Х - 60°С. Поэтому при реализации 2-го способа необходимо обеспечивать выдержку в межкритическом интервале, обеспечивая очень точное поддержание температуры, что в условиях производства, для обычного печного оборудования, задача трудноразрешимая. При заходе же в межкритический интервал "сверху" (1-ый способ) можно вообще не делать вторую выдержку, а очень медленно (вместе с печью) произвести охлаждение от исходной температуры, что делает возможным выделение требуемого количества избыточного феррита, и затем осуществить закалку. Правда, в этом случае ухудшаются условия для рафинирования феррита, которое реализуется в процессе достаточно длительной выдержки в интервале А₁ - А₃ при заходе "снизу". Между тем, рафинирование феррита весьма желательно для улучшения хаpaктеристик сопротивления разрушению композита. Результаты испытаний механических свойств стали 40X со структурой ЕФМК (2-ой способ) в сравнении со стандартной (полной) закалкой приведены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты испытаний механических свойств стали 40X со структурой ЕФМК (2-ой способ) в сравнении со стандартной (полной) закалкой

Обработка

σ_в, МПа

δ, %

ψ,%

KCU,

Дж / см²

Полная закалка с 880^оС, отпуск при 250^оС

1150

1,0

4,6

Неполная закалка с 770^оС, заходом "снизу", отпуск 250^оС

1520

4,8

16,2

Таким образом, выполненные исследования показали возможность создания естественного композита из доэвтектоидных сталей со строчечной структурой, являющейся бpaком металлургического производства. Комплекс механических свойств такого композита существенно выше по сравнению с этой же сталью, прошедшей традиционную термическую обработку.

НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА

Статья в формате PDF 120 KB...

24 07 2026 15:57:48

ПРИМЕНЕНИЕ КРИОАНАБИОЗА ДЛЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ЯДРОСОДЕРЖАЩИХ КЛЕТОК КРОВИ ПРИ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Статья в формате PDF 120 KB...

23 07 2026 22:22:11

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОЭЛЕКТРОДНОЙ ТЕХНИКИ НА БАЗЕ ПОРИСТОЙ КЕРАМИКИ

Статья в формате PDF 119 KB...

22 07 2026 12:42:49

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ СТАТИСТИКИ

Статья в формате PDF 101 KB...

21 07 2026 13:52:28

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Статья в формате PDF 156 KB...

20 07 2026 15:22:11

ПРОБЛЕМЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В СОВРЕМЕННОМ КИТАЕ

Статья в формате PDF 314 KB...

19 07 2026 22:40:39

СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 200100 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ

Статья в формате PDF 118 KB...

18 07 2026 4:26:57

ОСТЕОПРОТЕГЕРИН И БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ОБМЕНА КОСТИ У БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ

Статья в формате PDF 112 KB...

17 07 2026 22:55:42

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ АСТРАХАНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И г. АСТРАХАНИ

Статья в формате PDF 141 KB...

16 07 2026 11:10:33

ЗООПЛАНКТОН СУЛАКСКОГО И КИЗЛЯРСКОГО ЗАЛИВОВ СРЕДНЕГО КАСПИЯ В НОВЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Статья в формате PDF 112 KB...

15 07 2026 23:20:14

ФОРМИРОВАНИЕ НОВЫХ КАЧЕСТВ ЗНАНИЙ У РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 109 KB...

14 07 2026 23:55:57

ВСЕОБЩЕЕ (УНИВЕРСАЛЬНОЕ) ИСКУССТВОЗНАНИЕ КАК НОВОЕ НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

Статья в формате PDF 106 KB...

13 07 2026 21:44:55

ОСОБЕННОСТИ ЛЕЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗА У ВИЧ-ИНФИЦИРОВАННЫХ, НАХОДЯЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ ПЕНИТЕНЦИАРНОЙ СИСТЕМЫ

Статья в формате PDF 125 KB...

12 07 2026 10:20:34

УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КЛЕТОК ЭПИТЕЛИЯ ТОНКОЙ КИШКИ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ВСКАРМЛИВАНИЯ (СМЕШАННОЕ, ИСКУССТВЕННОЕ)

В статье освещаются морфофункциональные особенности структуры стенки тонкой кишки в зависимости от хаpaктера вскармливания в экспериментальных условиях. Представлены собственные результаты исследования по вопросу о электронно-микроскопическом строении слоев стенки тонкой кишки при смешанном и искусственном вскармливании в эксперименте. ...