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.

МОЛОДЕЖЬ В СОЦИАЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ОБЩЕСТВА

Статья в формате PDF 126 KB...

13 06 2026 16:33:33

К КИНЕТИКЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА, РАЗМНОЖЕНИЯ И ГИБЕЛИ МИКРООРГАНИЗМОВ

Рассмотрен вариант синхронного деления клеток. Предложены кинетические уравнения, описывающие рост, размножение и гибель микроорганизмов с учетом как естественной cмepтности, так и внутривидовой борьбы. Рассматривается квазистационарный метод решения уравнения для определения плотности функции распределения микроорганизмов по возрастам. Предложен явный вид коэффициента диффузии в прострaнcтве масс. Получено аналитическое решение в квазистационарном приближении для плотности функции распределения микроорганизмов по возрастам для случая, когда рост клетки пропорционален ее массе (объему). ...

12 06 2026 7:39:13

Конструктивное решение вопроса стабилизации давления в предматричной зоне экструдера

Статья в формате PDF 106 KB...

11 06 2026 11:27:58

ТЕНЗОРНЫЙ АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ АЛГОРИТМОВ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ УЗЛОВОЙ СТРУКТУРЫ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ОТРАСЛИ

Статья в формате PDF 150 KB...

10 06 2026 11:32:34

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТЕН ТРАНСПОРТНОГО ТОННЕЛЯ

Статья в формате PDF 261 KB...

09 06 2026 20:25:35

ВЛИЯНИЕ ДИСГАРМОНИЧНОСТИ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЮНЫХ ПЕРВОРОДЯЩИХ НА СОСТОЯНИЕ И РАННЮЮ АДАПТАЦИЮ НОВОРОЖДЕННЫХ

Статья в формате PDF 111 KB...

08 06 2026 4:50:56

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ АЛЬБУМИНА ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Статья в формате PDF 119 KB...

07 06 2026 13:47:51

ТЕОРИЯ СТРУКТУРНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ LiCO2

Статья в формате PDF 97 KB...

06 06 2026 10:39:33

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ И ФИНАНСОВО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Агропромышленный комплекс Кабардино-Балкарской Республики функционирует на основе сложной системы межотраслевых и территориально-производственных связей. Хаpaктерной чертой сельского хозяйства становится все большая интеграция с другими отраслями народного хозяйства, прежде всего с промышленностью. На региональном уровне агропромышленный комплекс решает также вопросы планомерной ликвидации социально-экономических и культурно-бытовых различий между городом и селом. ...