ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТО-БЕЙНИТНОГО КЛАССА И НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Представлены результаты исследований с использованием дилатометров DIL 805A/D (TA Instruments) и DIL 402C (Netzsch). Дилатометрический анализ позволяет не только определять температурный коэффициент линейного расширения и температуры фазовых переходов, оценивать кинетику превращений, но также моделировать режимы термической обработки, выявлять с помощью вакуумного травления размеры бывшего аустенитного зерна, совершенствовать технологии термической и термомеханической обработок сталей и сплавов. Для сталей мартенситного и мартенсито-бейнитного классов (38ХМА, 38ХН3МФА, 20Х3НМФА) приведены режимы вакуумного травления в камере дилатометра, оценено влияние термодеформационных параметров на размер аустенитного зерна, показана эффективность метода при определении размеров зерна в сравнении с традиционными способами травления. При моделировании режимов термической обработки дилато-метрическим методом исследовали также микроструктуру никелевого сплава ХН55МВЦ (ЧС57). Показаны изменения размера и морфологии зеренной структуры материала на разных этапах его обработки. Результаты исследований использовали для корректировки действующих режимов термообработки, что позволило получить равномерную мелкозернистую структуру. Комплексное применение дилатометрического и металлографического анализов после вакуумного травления материала повышает экономическую эффективность получения требуемой микроструктуры с помощью термической и термомеханической обработок заготовок.

1. Лякишев Н. П. Энциклопедический словарь по металлургии — М.: Интермет Инжиниринг, 2000. — 412 с.

2. Барахтин Б. К., Немец А. М. Металлы и сплавы. Анализ и исследование. Физико-аналитические методы исследования металлов и сплавов. Неметаллические включения: Справочник. — СПб.: Профессионал, 2006. — 490 с.

3. Сошина Т. В., Зисман А. А., Хлусова Е. И. Выявление бывших зерен аустенита методом термического травления в вакууме при имитации ТМО низкоуглеродистых сталей / Металлург. 2013. № 2. С. 63 - 70.

4. Сергиенко О. С., Лунев В. В., Бялик Г. А. Применение вакуумного и цветного травления для изучения микроструктуры титановых альфа-сплавов / Письма о материалах. 2014. Т. 4. № 3. С. 202 - 204.

5. Зисман А. А., Сошина Т. В., Хлусова Е. И. Выявление бывших аустенитных зерен и анализ кинетики метадинамической рекристаллизации аустенита низкоуглеродистой стали в условиях горячей прокатки / Письма о материалах. 2012. Т. 2. № 1. С. 3 - 8.

6. Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. — М.: Техносфера, 2004. — 384 с.

7. Пат. 2543587 С2 РФ, МПК51 C22C 19/05. Жаропрочный сплав на никелевой основе / Орыщенко А. С., Карзов Г. П., Кудрявцев А. С., Трапезников Ю. М., Артемьева Д. А., Охапкин К. А; заявитель и патентообладатель ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей». — № 2013131939/02; заявл. 09.07.2013; опубл. 10.03.2015. Бюл. № 7.

8. Охапкин К. А., Кудрявцев А. С., Груздев Д. А. и др. Анализ физико-математической модели и разработка рекомендаций по схеме деформирования крупногабаритных поковок из сплава марки ХН55МВЦ-ИД / Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2016. № 1(238). С. 122 - 128.

9. Кудрявцев А. С., Охапкин К. А. Влияние металлургических дефектов на механические свойства сплава ХН55МВЦ (ЧС57) / Металлург. 2016. № 9. С. 95 - 100.

10. Morito S., Saito H., Ogawa T., et al. Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels / ISIJ international. 2005. Vol. 45. N 1. P. 91 - 94.

11. Morris J. The influence of grain size on the mechanical properties of steel. Lawrence Berkeley National Lab. — Berkeley, CA (USA). 2001. — 8 p.

12. Солнцев Ю. П., Ермаков Б. С., Слепцов О. И. Материалы для низких и криогенных температур. — СПб.: Химиздат, 2008. — 768 с.

13. Ziza A. I., Tsukanov V V Optimization of Thermal and De-formation Effect during Plastic Deformation and Thermal Treatment of Hot Rolled Heavy Wall Pipes Made of Medium Carbon Martensitic Steel / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 2017. Vol. 287. N 1. P. 12 - 15.

14. Цуканов В. В., Зиза А. И. Совершенствование режимов термообработки стали марок 35ХН3МФА и 38ХН3МФА с целью повышения сопротивляемости хрупкому разрушению. 2. Применение двукратного отпуска / Вопросы материаловедения. 2015. № 3. С. 7 - 13.