Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние режима циклического отжига на микроструктуру и твердость конструкционной стали 50ХФА

Иван Дмитриевич Поспелов, Дина Вагифовна Матвеева, Яна Дмитриевна Бунина

Аннотация


Исследованы микроструктура и твердость горячекатаной конструкционной стали 50ХФА после применяемого и разработанного режимов циклического отжига. Установлено, что в горячекатаной стали с исходной ферритно-перлитной структурой с характерным распределением карбидных фаз невозможно получить после отжига структуру, состоящую из 100 % зернистого перлита. Показано, что предложенный новый режим циклического отжига более эффектен, чем стандартный, так как обеспечивает более равномерное распределение зернистого перлита по всему сечению отожженного проката и значительное снижение его твердости. Рекомендовано применение нового режима отжига в металлургическом производстве.


Ключевые слова


горячекатаная конструкционная сталь 50ХФА; твердость по Бринеллю; перлитно-цементитная структура; зернистый перлит; режимы циклического отжига; микроструктура; карбидная фаза

Полный текст:

PDF

Литература


ГОСТ 14959–2016. Металлопродукция из рессорно-пружинной нелегированной и легированной стали. Технические условия.

Бернштейн М. Л. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977. 431 с.

Xie H., Du L., Hu J., Misra R. Microstructure and mechanical properties of a novel 1000 MPa grade TMCP low carbon microalloyed steel with combination of high strength and excellent toughness // Mater. Sci. Eng. 2014. V. 612. P. 123 – 130.

Bandyopadhyay P. S., Ghosh S. K., Kundu S., Chatterjee S. Evolution of microstructure and mechanical properties of thermomechanically processed ultrahigh-strength steel // Metall. Mater. Trans. 2011. V. 42. P. 2742 – 2752.

Kaijalainen A., Hannula J., Somani M., Kömi J. Influence of chromium content on the mechanical properties and HAZ simulations of low-carbon bainitic steels // Proceedings 28th International Conference on Metallurgy and Materials. 2019. P. 520 – 525.

Zhou J., Yu Z., Chen J. et al. The performance of niobium-microalloying ultra-high-strength bridge cable steel during hot rolling // Materials. 2024. V. 17, Is. 6. Art. 1259.

Матросов М. Ю., Эфрон Л. И., Кичкина А. А., Лясоцкий И. В. Исследование микроструктуры микролегированной ниобием трубной стали после различных режимов контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением // МиТОМ. 2008. № 3. С. 44 – 49.

Javaheri V., Khodaie N., Kaijalainen A., Porter D. Effect of niobium and phase transformation temperature on the microstructure and texture of a novel 0.40 % C thermomechanically processed steel // Mater. Charact. 2018. V. 142. P. 295 – 308.

Rancel L., Gómez M., Medina S. F. Influence of microalloying elements (Nb, V, Ti) on yield strength in bainitic steels // Steel Res. Int. 2008. V. 79. P. 947 – 953.

Xia T., Ma Y., Zhang Y. et al. Effect of Mo and Cr on the microstructure and properties of low-alloy wear-resistant steels // Materials. 2024. V. 17, Is. 10. Art. 2408.

Rodriguez-Galeano K. F., Nutter J., Azakli Y. et al. Influence of Cr and Cr + Nb on the interphase precipitation and mechanical properties of V – Mo microalloyed steels // Mater. Sci. Eng. A. 2024. V. 893. Art. 146140.

Тихонцева Н. Т., Горожанин П. Ю., Лефлер М. Н. и др. Разработка сталей и режимов термической обработки высокопрочных труб в хладостойком и сероводородостойком исполнениях // МиТОМ. 2007. № 5. С. 18 – 22.

Zhang J., Zhao M.-C., Tian Y. et al. Simultaneous enhancement of strength and sulfide stress cracking resistance of hot-rolled pressure vessel steel Q345 via a quenching and tempering treatment // Materials. 2024. V. 17, Is. 7. Art. 1636.

Lieth H. M., Hammood A. S. Effect of austenitizing and tempering on impact resistance of a hot rolled high strength steel // Basrah Journal for Engineering Sciences. 2021. V. 21, Is. 1. P. 15 – 19.

Sun L., Zhao Z. Y., Yang X. Z., Xue R. D. Effect of tempering process on residual stress in hot rolled low carbon martensite high-strength steel strip // Adv. Mat. Res. 2013. V. 690 – 693. P. 222 – 226.

Zhao X., Zhang Y., Hui W. et al. The potential significance of tempering treatment in alleviating the hydrogen embrittlement susceptibility of a hot-rolled and intercritically annealed medium-Mn steel // Eng. Fail. Anal. 2021. V. 119. Art. 104969.

Moon J., Choi J., Han S.-K. et al. Influence of precipitation behavior on mechanical properties and hydrogen induced cracking during tempering of hot-rolled API steel for tubing // Mater. Sci. Eng. A. 2016. V. 652. P. 120 – 126.

Ping L., Li X., Zhang W. et al. The study of hardness evolution during the tempering process of 38MnB5Nb ultra-high-strength hot stamping steel: experimental analysis and constitutive models // Metals. 2023. V. 13, Is. 10. Art. 1642.

Zhu S., Zhen X., Wang G. et al. Effect of SCM435 initial microstructure and annealing process on spheroidization grade and properties // Vibroengineering Procedia. 2023. V. 48. P. 61 – 66.

Inam A., Brydson R., Edmonds D. V. Effect of starting microstructure upon the nucleation sites and distribution of graphite particles during a graphitising anneal of an experimental medium-carbon machining steel // Mater. Charact. 2015. V. 106. P. 86 – 92.

Капустин И. В., Филиппов Г. А., Козырев Н. А. и др. Оптимизация режима сфероидизирующего отжига подшипниковой стали // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2024. № 1. С. 4 – 12.

Поспелов И. Д., Матвеева Д. В. Исследование механических свойств стали У10А для производства высокопрочных холоднокатаных лент после циклического отжига и пластической деформации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2024. Т. 21, № 2. С. 247 – 253.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению перлитных и мартенситных сталей при термическом воздействии на морфологию карбидной фазы // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 22 – 29. (Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Olenin M. I. Raising the resistance of pearlitic and martensitic steels to brittle fracture under thermal action on the morphology of the carbide phase // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, Is. 9 – 10. P. 533 – 539.)

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И., Рогожкин В. В. Концепция карбидного конструирования сталей повышенной хладостойкости // МиТОМ. 2014. № 10(712). С. 32 – 38. (Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Olenin M. I., Rogozhkin V. V. A Concept of carbide design of steels with improved cold resistance // Met. Sci. Heat Treat. 2015. V. 56, Is. 9 – 10. P. 548 – 554.)

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И., Михайлов М. С. Влияние среднетемпературного дополнительного отпуска на карбидную фазу и хладостойкость термоулучшаемой стали 09Г2СА-А // МиТОМ. 2018. № 11(761). С. 36 – 42. (Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Olenin M. I., Mikhailov M. S. Effect of medium-temperature additional tempering on the carbide phase and cold resistance of heat-hardenable steel 09G2SA-A // Met. Sci. Heat Treat. 2019. V. 60, Is. 11 – 12. P. 722 – 727.)

Патент 2651553. Российская Федерация, МПК C21D 1/26. Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей / О. В. Долгих, Т. С. Вархалева, П. А. Мишнев, В. С. Гундлах; Заявл. 20.06.2017; Опубл. 20.04.2018 // Бюл. 2018. № 11. 5 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.2.3-8

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026