Канаев А.Т., Богомолов А.В., Канаев А.А.

Евразийский национальный университет им.Л.Н.Гумилева, Казахстан

Структура и прочность мартенсита, образованного из горячедеформированного аустенита

Общепризнано, что совмещение горячей пластической деформации и фазовых превращений в одном технологическом цикле прокатки является эффективным способом повышения механических свойств массовых промышлененно-выпускаемых сталей. Многочисленными исследованиями, проведенными в последние годы, показано, что используя совмещенную деформационно-термическую обработку, на углеродистых и низколегированных сталях можно достичь необычайно высокого комплекса механических свойств, который не может быть достигнут обычными способами термической обработки или сложного легирования. Накопленные данные позволяют утверждать, что процессы структурообразования в результате совместного влияния пластической деформации и фазовых превращений на сплав в твердом состоянии отличны от формирования структуры при обычной термической обработке. Это объясняется повышенной плотностью дислокаций в кристаллической решетке и их специфическим распределением. М.Л.Бернштейном впервые показано, что субструктура, созданная в аустените при высокотемпературной деформационно-термической обработке, в т.ч., полигональные субграницы, ячейстая субструктура и отдельные дислокаций, полностью наследуются при А → М превращении мартенситными кристаллами как пакетного, так и пластинчатого типа [1] .

Согласно теории, созданной акад. Г.В.Курдюмовым, в процессе сдвигового мартенситного превращения полностью сохраняется взаимное соседство атомов, поэтому должны сохраняться и дислокаций и их сплетения, имевшиеся в исходном аустените. Так, плоскость плотнейшей упаковки (111) в ГЦК решетке наиболее близка по атомному строению к плоскости плотнейшей упаковки (110) ОЦК решетки, а направление плотнейшей упаковки [110] в ГЦК решетке наиболее близко по своему атомному строению к направлению плотнейшей упаковки [111] ОЦК решетки. Поэтому если плоскость (111) аустенита преобразуется в плоскость (110) мартенсита, а направление в ней [111] в направление [110] , то и дислокаций, принадлежащие в аустените семейству {111}<110> преобразуется в обычные для ОЦК решетки {110} < 111>.

Существенное значение при этом имеет закономерность перестройки, которая состоит в том, что атомы могут перемещаться только в определенных направлениях по отношению к своим соседям. После таких перемещений в одну и ту же сторону получается сдвиг, являющийся характерной чертой мартенситного превращения.

Исследования последних лет показали, что влияние предварительной деформации на морфологию и строение кристаллов мартенсита носит сложный характер, что связано с многообразием факторов, влияющих на мартенситное превращение и изменяющихся под воздействием деформации. Поэтому очевидна необходимость дальнейщих систематических исследований, в которых наряду с температурно-временными параметрами обработки учитывались бы такой практически важный параметр обработки, каким является последеформационная пауза (ПДП).

В данной работе исследовали структуру мартенсита, образованного из горячедеформированного аустенита и механические свойства стали марки Cт.5сп после различных температурно-временных параметров обработки. Для прокатки арматурных профилей диаметром 10мм на лабораторном стане 190 использовали заготовки овального сечения, полученные путем отрезки из раската, выходящего из предчистовой клети мелкосортного стана 280. Примененные режимы деформационно-термической обработки при заданном уровне деформации (ω = 30%) приведены в таблице 1.

Режимы высокотемпературной деформационно-термической обработки

Табл.1

Номера образцов	Температура прокатки, ⁰С	Последеформа ционная пауза, ∆τ, с	Охлаждающая среда	Примечание
1	860	5	10% водный раствор NaCl	Отпуск при 500С, Выдержка 1ч.
2	≈	10	≈
3	≈	15	≈
4	≈	20	≈
5	980	0	10% водный раствор NaCl	Отпуск при 500С, Выдержка 1ч.
6	≈	5	≈
7	≈	10	≈
8	≈	15	≈
9	Контрольный образец, закалка 980 С