Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Микроструктура и механические свойства авиастроительной стали 30Х2ГСН2ВМ

М. В. Майсурадзе, А. А. Куклина, Д. И. Лебедев, М. А. Рыжков, Д. А. Макаров

Аннотация


Исследованы особенности образования структуры в стали 30Х2ГСН2ВМ при непрерывном охлаждении от температуры полной аустенитизации и при изотермической выдержке в температурном интервале бейнитного превращения. Проведены металлографический и рентгеноструктурный фазовый анализы, а также испытания образцов на одноосное растяжение и ударный изгиб. На основании анализа данных дилатометрических и металлографических исследований построена термокинетическая диаграмма превращения переохлажденного аустенита. Установлены закономерности изменения механических свойств исследуемой стали после закалки в масле и отпуска, а также после нормализации и различных режимов изотермической закалки.

Ключевые слова


сталь; термическая обработка; микроструктура; прочность; вязкость; термокинетическая диаграмма; бейнит; остаточный аустенит; изотермическая закалка

Полный текст:

PDF

Литература


Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. М.: Металлургия, 1985. 408 с.

Garrison W. M. Ultrahigh-strength steels for aerospace applications // JOM. 1990. V. 42. P. 20 - 24.

Tomita Y. Development of fracture toughness of ultrahigh strength low alloy steels for aircraft and aerospace applications // Materials Science and Technology. 1991. V. 7, No. 6. P. 481 - 489.

Mesquita R. A., Kestenbach H.-J., Balamuralikrishnan R., Karthikeyan S. Influence of silicon on secondary hardening of 5 wt.% Cr steels // Materials Science and Engineering A. 2012. V. 556. P. 970 - 973.

Veerababu R. Nanoscale clusters in secondary hardening ultra-high strength steels with 1 and 3 wt.% Mo: an atom probe investigation // Journal of Materials Research. 2020. V. 35, No. 14. P. 1763 - 1776.

Campbell F. C. Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials. Amsterdam: Elsevier Ltd., 2006. 616 p.

Advanced Materials in Automotive Engineering / Ed. by J. Rowe. Woodhead Publishing, 2012. 352 p.

Bhadeshia H., Honeycombe R. Steels: Microstructure and Properties / H. Bhadeshia, Elsevier Ltd., 2017. 488 p.

Guo Z., Li L., Yang W., Sun Z. Microstructures and mechanical properties of high-Mn TRIP steel based on warm deformation of martensite // Metallurgical and Materials Transactions A. 2015. V. 46. P. 1704 - 1714.

Tewary N. K., Ghosh S. K., Chakrabarti D., Chatterjee S. Deformation behaviour of a low carbon high Mn TWIP/TRIP steel // Materials Science and Technology. 2019. V. 35, No. 12. P. 1483 - 1496.

Materials, Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles / Ed. by P. K. Mallick. Woodhead Publishing, 2010. 384 p.

De Cooman B. C., Estrin Y., Kim S. K. Twinning-induced plasticity (TWIP) steels // Acta Materialia. 2018. V. 142. P. 283 - 362.

Maisuradze M. V., Ryzhkov M. A. Thermal stabilization of austenite during quenching and partitioning of austenite for automotive steels // Metallurgist. 2018. V. 62, No. 3 - 4. P. 337 - 347.

Maisuradze M. V., Yudin Yu. V., Kuklina A. A. Increase in impact strength during bainite structure formation In HY-TUF high-strength steel // Metallurgist. 2019. V. 63, No. 7 - 8. P. 849 - 858.

Speer J. G., Assunзăo F. C. R., Matlock D. K., Edmonds D. V. The "quenching and partitioning" process: Background and recent progress // Materials Research. 2005. V. 8, No. 4. P. 417 - 423.

Long X. Y., Kang J., Lv B., Zhang F. C. Carbide-free bainite in medium carbon steel // Materials & Design. 2014. V. 64. P. 237 - 245.

Kaletin A. Yu., Kaletina Yu. V. The role of retained austenite in the structure of carbide-free bainite of construction steels // Physics of Metals and Metallography. 2018. V. 119, No. 9. P. 893 - 898.

Kaletin A. Yu., Ryzhkov A. G., Kaletina Yu. V. Enhancement of impact toughness of structural steels upon formation of carbide free bainite // Physics of Metals and Metallography. 2015. V. 116, No. 1. P. 109 - 114.

Meng J., Feng Y., Zhou Q. et al. Effects of austempering temperature on strength, ductility and toughness of low-C high-Al/Si carbide-free bainitic steel // Journal of Materials Engineering and Performance. 2015. V. 24. P. 3068 - 3076.

Caballero F. G., Roelofs H., Hasler S. et al. Influence of bainite morphology on impact toughness of continuously cooled cementite free bainitic steels // Materials Science and Technology. 2012. V. 28. P. 95 - 102.

Bacalhau J. B., Ramos C., Afonso M. Effect of Ni addition on bainite microstructure of low-carbon special bar quality steels and its influence on CCT diagrams // Journal of Materials Research and Technology. 2021. V. 15. P. 1266 - 1283.

Yao C., Lan H., Tao Z. et al. Enhanced strength and toughness of low-carbon bainitic steel by refining prior austenite grains and austempering below Ms // Steel Research International. 2021. V. 92, No. 11. 2100263.

Caballero F. G., Garcia-Mateo C., Miller M. K. Modern steels at atomic and nanometre scales // Materials Science and Technology. 2015. V. 31, No. 7. P. 764 - 772.

Maisuradze M. V., Ryzhkov M. A. Microstructure and mechanical properties of high strength alloyed steel for aerospace application // Solid State Phenomena. 2018. V. 284. P. 351 - 356.

Авиационные материалы. Т. 1. Конструкционные стали / Под ред. А. Т. Туманова. М.: ОНТИ, 1975. 429 с.

Ryzhkov M. A., Popov A. A. Methodological aspects of plotting of thermokinetic diagrams of transformation of supercooled austenite in low-alloy steels // Metal Science and Heat Treatment. 2011. V. 52. P. 612 - 616.

Maisuradze M. V., Yudin Yu. V., Ryzhkov M. A. Numerical simulation of pearlitic transformation in steel 45KH5MF // Metal Science and Heat Treatment. 2015. V. 56. P. 512 - 516.

Kop T. A., Sietsma J., Van Der Zwaag S. Dilatometric analysis of phase transformations in hypo-eutectoid steels // Journal of Material Science. 2001. V. 36. P. 519 - 526.

Phase Transformations in Steels / Ed. by E. Pereloma, D. V. Edmonds. Woodhead Publishing, 2012. 656 p.

Zhao Z., Liu C., Liu Y., Northwood D. O. A new empirical formula for the bainite upper temperature limit of steel // Journal of Materials Science. 2001. V. 36. P. 5045 - 5056.

Maisuradze M. V., Ryzhkov M. A., Yudin Yu. V. Rapid evaluation of the cooling capacity of quenching media // Metal Science and Heat Treatment. 2015. V. 57, No. 7 - 8. Р. 515 - 518.

El-Shenawy E., Refaiy H., El-Din H. N. Thermal stability of retained austenite in advanced TRIP steel with bainitic ferrite matrix for automotive industries // Materials Science Forum. 2021. V. 1016. P. 429 - 434.

Sugimoto K., Mukherjee M. TRIP aided and complex phase steels // In: Automotive Steels. Design, Metallurgy, Processing and Applications. Ed. By R. Rana, S. B. Singh. Woodhead Publishing, 2017. P. 217 - 257.

Майсурадзе М. В., Лебедев Д. И., Рыжков М. А. и др. Формирование микроструктуры и механических свойств авиастроительной стали при непрерывном охлаждении // Сталь. 2022. № 1. С. 56 - 63.

Maisuradze M. V., Yudin Yu. V., Kuklina A. A., Lebedev D. I. Formation of microstructure and properties during isothermal treatment of aircraft building steel // Metallurgist. 2022. V. 65. No. 9 - 10. P. 1008 - 1019.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.8.45-53

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025