Дробот А.В.

Днепропетровский национальный университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИРОДЫ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ИНТЕРВАЛА ВЫДЕЛЕНИЯ ОХРУПЧИВАЮЩИХ ФАЗ В НЕРЖАВЕЮЩИХ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЯХ ЭП 678, ЭП 679, ЭП 699 ВАКУУМНОДУГОВОГО ПЕРЕПЛАВА

Известно, что при производстве полуфабрикатов больших сечений из других сталей этого класса имела место повышенная хрупкость из-за образования сеток карбонитридных фаз по границам зерен при медленном охлаждении с высоких температур или в результате образования крупнозернистой структуры [1, 2, 3, 4]. Необходимо было выяснить подвержены ли указанному явлению исследуемые стали. С этой целью была проведена провоцирующая термообработка партии образцов каждой стали, состоящая из нагрева до 1250^оС, выдержки при этой температуре с целью перевода избыточных фаз в раствор и медленного охлаждения со скоростью 50^оС/час до заданной температуры и охлаждения в воде. Химический состав исследуэмых сталей приведен в таблице 1.

Таблица 1

марка стали	Номер плавки	Химический состав, в %
		С	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Mo	Ti	Al	Nb	Cu
ЭП678	25525	0,02	0,09	0,06	0,010	0,010	10,65	9,53	2,01	0,80	0,07	0,03	-
ЭП679	26296	0,02	0,08	0,02	0,008	0,008	10,33	9,65	2,04	1,22	0,04	0,03	-
ЭП699	25146	0,024	0,13	0,10	0,012	0,012	12,95	8,92	0,77	1,18	-	-	1,51

Для исследования использовался металл в виде сегментов крупногабаритных колец, откованных из слитков вакуумодугового переплава и порезанных на заготовки образцов.

Исследование микроструктуры проводили на металлографическом микроскопе МИМ-10. Границы зерен выявляли путем многократной полировки и травления в реактиве: СН₃СООН /50 мл +НNО₃/50 мл. Природу охрупчивающих фаз исследовали металлографическим, петрографическим и микрорентгеноспектральным методами. Полировку шлифов производили электролитически в реактиве: СН₃СООН /50 мл +НNО₃/50 мл при плотности тока а≥5^а/см². Петрографическое исследование фаз производили по отражательной способности, цвету включений в отраженном свете, отношению к поляризованному свету. Микрорентгеноспектральный анализ фаз производили на микрозонде “Самеса”. Металлографические исследования показали, что исследуемые стали склонны к образованию фаз по границам зерен при замедленном охлаждении. Температурный интервал 1250^о-850^оС можно условно разделить на 3 области в зависимости от изменений формы и цвета выделяющихся фаз:

І - 1250^оС-1100^оС – включения интенсивно розовые, располагаются, в основном, цепочкой по границам зерен.

ІІ – 1100^оС-1000^оС – включения интенсивно розовые, располагаются в виде палочек по границам зерен.

ІІІ – 1000^оС-850^оС – включения приобретают серо-розовый цвет; форма включений сложная – в виде призм и дендритов.

По классификации авторов работ [5,6] эти включения относятся к окислам титана и нитридам. Нитриды крупные имеют правильную форму и располагаются на границах и в объеме зерен.

Петрографическим анализом установлено, что область замедленного охлаждения с 1250^оС до 850^оС можно разделить на три интервала в соответствии с формой выделяющейся фазы: 1.1250^оС-1500^оС – фаза точечная. 2.1150^оС-1100^оС – фаза сплошная пленочная. 3.1100^оС-850^оС – фаза прерывистая, призматическая. Выделяющиеся включения – сложные включения титата состава: титан-кислород, титан-углерод-азот [7].

Микрорентгеноспектральный анализ фазы показал,что при прохождении под электронным лучом происходит одновременныйвсплеск интенсивности излучения титана, углекрода, кислорода и азота. Таким образом, анализ природы фаз тремя методами показал, что выделившиеся при замедленном охлаждении от 1250^оС до 850^оС фаза имеет сложный состав на основе титана, связанного с кислородом, азотом и углеродом. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что исследуемые стали – ЭП 678, ЭП 679, ЭП 699 склонны к образованию охрупчивающих фаз по границам зерен при медленном охлаждении с высоких температур.

Литература:

1. Беляков Л.Н. МиТом, 1970, № 7, с. 6-10.

2. Каган Е.С., Сачков В.В., Потак Я.М., Мелькумов И.Н. Сборник. Повышение конструктивной прочности сталей и сплавов. Т.2. Материалы семинара. Московский дом научно-технической пропаганды им. Ф.Э. Дзержинского, 1970.

3. Потак Я.М., Сачков В.В., Ажогин Ф.Ф., Ревякина О.К., Рыжак С.С., Беляков Л.Н., Прибылова П.В., Анисимова Н.В. Сборник. Повышение конструктивной прочности сталей и сплавов. Т.2. Материалы семинара. Московский дом научно-технической пропаганды им. Ф.Э. Дзержинского, 1970.

4. Ревякина О.К., Беляков Л.Н., Никольская В.Л., Сачков В.В., Потак Я.М., Певзнер Л.М., Рыжак С.С., Анисимова Н.В., Савельева Т.С. Митом, 1971, № 4 с.18-22.

5. Червяков А.Н., Киселева С.А., Рыльников А.Г. Металлографическое определение включений в стали. Металлургиздат, М.1962.

6. Панченко Е.В., Скаков Ю.А., Попов К.В., Кример Б.И., Арсентьев П.П., Хорин Я.Д. Лаборатория металлографии, Металлургиздат, М., 1957.

7. Литвинова Т.И., Пирожкова В.П., Петров А.К. Петрография неметаллических включений. Изд. Металлургия. М. 1972.