Моделювання впливу хімічного складу та структури на механічні властивості легованого прокату
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.2022.01.08Ключові слова:
легований прокат, хімічний склад, термічна обробка, охолодження, структура, механічні властивостіАнотація
При розробці нових марок сталей актуальним для сучасного машинобудування є вивчення впливу хімічного складу та обробки на структуру й механічні властивості. Метою дослідження було моделювання ролі хімічного складу на формування механічних властивостей та структури при визначенні впливу швидкості охолодження з температур аустенітизації сталі 31CrMoV9. Відомо, що від кількості легуючих елементів та режиму термічної обробки залежить комплекс механічних властивостей металовиробів. З використанням математичного та фізико-хімічного моделювання для сталі 31CrMoV9 побудовані залежності зміни механічних властивостей легованого сортового прокату (σв, δ5) від показника структурного стану (d). Визначено, що для гарантованого виконання вимог границі міцності (900-1000 МПа) і відносного подовження (> 11%) кількість легуючих елементів повинна відповідати наступному вмісту: 2,46...2,62 % Сr, 0,2...0,24 % Mo і 0,17...0,19 % V. Отримані дані дозволяють прогнозувати раціональні механічні властивості термічно обробленого сортового прокату в залежності від зміни вмісту хрому, молібдену й ванадію. Металографічні дослідження дозволили встановити вплив параметрів термічної обробки на структуру дослідженої легованої сталі. Встановлено, що нагрівання до температури А3+200°С та подальше безперервне охолодження зі швидкостями > 0,8ºС/с перешкоджає утворенню перлітної структури, що при подальшій термічній обробці (відпалі) сприяє проходженню структурних перетворень (коагуляція, сфероїдизація) в сталі. Для попередження викривлення металу бажано охолодження прокату зі сталі 31CrMoV9 проводити зі швидкістю 0,8…2ºС/с. Рекомендовані швидкості охолодження дозволяють отримати більш прийнятну для подальшої обробки структуру з необхідними механічними властивостями. Разом із прогнозуванням рівня механічних властивостей для певного хімічного складу наведені рекомендації дозволяють раціонально використовувати хімічні елементи та гарантовано виконувати вимоги європейської нормативної документації EN 10085:2001.
Посилання
Pigul N. G. Modern mill and prospects for the development of a machine-building complex in Ukraine / N. G. Pigul, Е. I. Pigul // Economics and Sustainability. – 2018. – No. 15. Retrieved from: http://economyandsociety.in.ua
Lutsenko V. A. Investigation of structure formation features in Cr-Mo steel bar section in the process of energy-saving heat treatment / V. A. Lutsenko, T. N. Golubenko, M. F. Evsyukov, N. I. Anelkin, V. I. Shcherbakov // Metallurgical and Mining Industry. 2010. – Volume 2. –
Issue 1. – p.p. 47-50.
Parusov E. V. Influence of chemical composition and cooling parameters on kinetics of austenite decomposition in high-carbon steels / E. V. Parusov, V. A. Lutsenko, I. N. Chuiko, E. V. Parusov // Chernye Metally. – 2020. – No. 9. – p.p. 39-44.
Lutsenko V. A. Structure formation in the heat treatment of alloy steel bar / V. A. Lutsenko, P. A. Bobkov, T. N. Golubenko, L. A. Drobyshevskii, V. I. Gritsaenko // Steel in Translation. –
– Vol. 43. – Issue 6. – p.p. 394-398. https://doi.org/10.3103/S0967091213060119.
Description 31CrMoV9, Material specification, Typical applications. LonghaiSteel Inc. China. URL: http://www.ccsteels.com/Structural_steel/1447.html
DIN EN 10085:2001. Nitriding steel. Technical delivery conditions. Published date: 07-01-2001.
Prikhodko E. V. Physical and chemical modeling of interatomic interaction processes
in metallurgical melts / E. V. Prikhodko, D. N. Togobitskaya // Priazovsky State Technical University. – 1999. – No. 7, – p.p. 72-83.
Kozachek A. S. Influence of the degree of alloying on the strength properties of structural steels / A. S. Kozachek, E. V. Prikhodko, V. A. Lutsenko, L. A. Golovko // Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy. – 2014. – Issue 29. – p.p. 196-201.
Kremnev L. S. Structure and mechanism of formation of granular bainite in steel 20Kh2NACH / L. S. Kremnev, V. V. Svishchenko, D. P. Cheprasov // Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metalov. – 1997. –No. 9. – р.р. 6-9.
Gudremon Je. Special'nye stali [Special steels], Moscow, Metallurgija, 1966, 1274 p
Lutsenko V. A. Features of annealing alloy steels with mixed structure. / V. A. Lutsenko, T. N. Golubenko, O. V. Lutsenko // Chernye Metally. – 2021. – No. 4. – p.p. 39-43. https://doi.org/10.17580/chm.2021.04.07.
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
