Термическая стабильность структуры стали ЭИ-961Ш после комбинированной обработки
- Авторы: Фрик А.А.1, Никитина М.А.1,2, Исламгалиев Р.К.1
-
Учреждения:
- Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
- Башкирский государственный университет, Уфа
- Выпуск: № 3-2 (2022)
- Страницы: 79-89
- Раздел: Статьи
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/568
- DOI: https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-3-2-79-89
- ID: 568
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Важным аспектом при разработке материалов с повышенными функциональными свойствами является обеспечение их способности выдерживать эксплуатационные температуры готового изделия. Для увеличения срока службы и эффективности работы изделий, изготовленных из ферритно-мартенситных сталей, применяются различные виды деформационно-термических обработок. Исследовано влияние различных температурных режимов на структуру и термическую стабильность ферритно-мартенситной стали ЭИ-961Ш, подвергнутой прокатке и дополнительной закалке. В качестве метода деформационно-термической обработки использовалась холодная прокатка с последующей перезакалкой с температуры выше фазового перехода феррит/аустенит. Образцы прокатывали в несколько проходов на лабораторном прокатном стане с деформацией за проход 6 % на конечную толщину 4,3 мм до степени обжатия 70 %. Структурные исследования проводились методом просвечивающей электронной микроскопии и растровой электронной микроскопии. Показано, что в результате прокатки формировалась бимодальная полосовая структура с распределением карбидных частиц Сr23C6 вдоль границ зерен. При применении дополнительной закалки наблюдается увеличение доли глобулярных карбидов, в структуре при исследовании методом просвечивающей электронной микроскопии обнаружены нанодвойники. Ширина полос после обжатия на 50 % составила 0,5 мкм, после холодной прокатки и дополнительной термообработки – 0,4 мкм. Для изучения термической стабильности структуры ферритно-мартерситной стали после холодной прокатки и дополнительной термообработки были проведены короткие отжиги в диапазоне рабочих температур. Изучение термической стабильности показало, что многие структурные особенности, сформированные в результате предшествующей деформационно-термической обработки, сохраняются, однако после отжига при 600 °С в структуре отсутствуют визуально наблюдаемые нанодвойники.
Ключевые слова
Об авторах
Александра Анатольевна Фрик
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Автор, ответственный за переписку.
Email: frikaleksandra@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0483-2851
аспирант кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияМарина Александровна Никитина
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа;Башкирский государственный университет, Уфа
Email: nik.marina.al@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5623-6117
кандидат технических наук, старший научный сотрудник
РоссияРинат Кадыханович Исламгалиев
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: rinatis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6234-7363
доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияСписок литературы
- Шахова Я.Э., Янушкевич Ж.Ч., Беляков А.Н. Влияние холодной прокатки на структуру и механические свойства аустенитной коррозионно-стойкой стали 10Х18Н8Д3БР // Металлы. 2012. № 5. С. 38–45. EDN: PCQHXL.
- Однобокова М.В., Беляков А.Н. Влияние холодной прокатки и последующего отжига на микроструктуру и микротекстуру аустенитных коррозионностойких сталей // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 9. C. 23–32. EDN: XZCJXV.
- Anastasiadi G.P., Kondrat’ev S.Yu., Malyshevskii V.A., Sil’nikov M.V. Importance of thermokinetic diagrams of transformation of supercooled austenite for development of heat treatment modes for critical steel parts // Metal Science and Heat Treatment. 2017. Vol. 58. № 11-12. P. 656–661. doi: 10.1007/s11041-017-0074-4.
- Blinov V.M., Lukin E.I., Blinov E.V., Samoilova M.A., Seval’nev G.S. Tensile Fracture of Austenitic Corrosion-Resistant Steels with an Overequilibrium Nitrogen Content and Various Vanadium Contents // Russian Metallurgy (Metally). 2021. Vol. 2021. № 10. P. 1265–1269. doi: 10.1134/S0036029521100062.
- Celada-Casero C., Sietsma J., Santofimia M.J. The role of the austenite grain size in the martensitic transformation in low carbon steels // Materials and Design. 2019. Vol. 167. Article number 107625. doi: 10.1016/j.matdes.2019.107625.
- Liang Z.Y., Luo Z.C., Huang M.X. Temperature dependence of strengthening mechanisms in a twinning-induced plasticity steel // International Journal of Plasticity. 2019. Vol. 116. P. 192–202. doi: 10.1016/j.ijplas.2019.01.003.
- Altenberger I., Scholtes B., Martin U., Oettel H. Cyclic deformation and near surface microstructures of shot peened or deep rolled austenitic stainless steel AISI 304 // Materials Science and Engineering A. 1999. Vol. 264. № 1-2. P. 1–16. doi: 10.1016/S0921-5093(98)01121-6.
- Sun G., Zhao M., Du L., Wu H. Significant effects of grain size on mechanical response characteristics and deformation mechanisms of metastable austenitic stainless steel // Materials Characterization. 2022. Vol. 184. Article number 111674. doi: 10.1016/j.matchar.2021.111674.
- Karavaeva M.V., Abramova M.M., Enikeev N.A., Raab G.I., Valiev R.Z. Superior strength of austenitic steel produced by combined processing, including equal-channel angular pressing and rolling // Metals. 2016. Vol. 6. № 12. P. 310–324. doi: 10.3390/met6120310.
- Park E.S., Yoo D.K., Sung J.H., Kang C.Y., Lee J.H., Sung J.H. Formation of reversed austenite during tempering of 14Cr-7Ni-0,3Nb-0,7Mo-0,03C super martensitic stainless steel // Metals and Materials International. 2004. Vol. 10. № 6. P. 521–525. doi: 10.1007/BF03027413.
- Zhang W.X., Chen Y.Z., Cong Y.B., Liu Y.H., Liu F. On the austenite stability of cryogenic Ni steels: microstructural effects: a review // Journal of Materials Science. 2021. Vol. 56. № 22. P. 12539–12558. doi: 10.1007/s10853-021-06068-w.
- Sitdikov V.D., Islamgaliev R.K., Nikitina M.A., Sitdikova G.F., Wei K.X., Alexandrov I.V., Wei W. Analysis of precipitates in ultrafine-grained metallic materials // Philosophical Magazine. 2019. Vol. 99. № 1. P. 73–91. doi: 10.1080/14786435.2018.1529443.
- Islamgaliev R.K., Nikitina M.A., Ganeev A.V., Karavaeva M.V. Effect of grain refinement on mechanical properties of martensitic steel // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 194. № 1. Article number 012025. doi: 10.1088/1757-899X/194/1/012025.
- Jia D., Ramesh K.T., Ma E. Effects of nanocrystalline and ultrafine grain sizes on constitutive behavior and shear bands in iron // Acta Materialia. 2003. Vol. 51. № 12. P. 3495–3509. doi: 10.1016/S1359-6454(03)00169-1.
- Kecskes L.J., Cho K.C., Dowding R.J., Schuster B.E., Valiev R.Z., Wei Q. Grain size engineering of bcc refractory metals: Top-down and bottom-up- Application to tungsten // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 467. № 1-2. P. 33–43. doi: 10.1016/j.msea.2007.02.099.
- Lowe T.C., Davis S.L., Campbell C.R., Miles K.P., LeBeau M.A., Buk G.P., Griebel A.J., Ewing B.R. High-speed Continuous Equal Channel Angular Pressing of 316 LVM stainless steel // Materials Letters. 2021. Vol. 304. Article number 130631. doi: 10.1016/j.matlet.2021.130631.
- Dobatkin S.V., Kopylov V.I., Pippan R., Vasil'eva O.V. Formation of High-Angle Grain Boundaries in Iron upon Cold Deformation by Equal-Channel Angular Pressing // Materials Science Forum. 2004. Vol. 467-470. № 2. P. 1277–1282. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/MSF.467-470.1277' target='_blank'>www.scientific.net/MSF.467-470.1277.
- Nikitina M., Islamgaliev R., Ganeev A., Sitdikov V. Microstructure and Fatigue of Ultrafine-Grained Ferritic/Martensitic Steel // Advanced Engineering Materials. 2020. Vol. 22. № 10. Article number 2000034. doi: 10.1002/adem.202000034.
- Wei L.L., Gao G.H., Kim J., Misra R.D.K., Yang C.G., Jin X.J. Ultrahigh strength-high ductility 1 GPa low density austenitic steel with ordered precipitation strengthening phase and dynamic slip band refinement // Materials Science and Engineering A. 2022. Vol. 838. Article number 142829. doi: 10.1016/j.msea.2022.142829.
- Lechartier A., Meyer N., Estevez R., Mantel M., Martin G., Parry G., Veron M., Deschamps A. Deformation behavior of lean duplex stainless steels with strain induced martensitic transformation: role of deformation mechanisms, alloy chemistry and predeformation // Materialia. 2019. Vol. 5. Article number 100190. doi: 10.1016/j.mtla.2018.100190.