Факультет физико-металлургический
Специальность: Металловедение
Аустенит является важнейшей структурной характеристикой стали, определяющей ее свойства. На состояние аустенита в стали влияет различный диапазон факторов, во многом зависящий от условий производства. Зачастую процессы, происходящие в аустенитном состоянии в стали в результате реальных технологических операций не учитываются и сталь приобретает структуру и свойства, обусловленную влияние тех или иных факторов. В этой связи интерес представляет собой изучение влияния некоторых факторов, таких как исходные структурные состояния и влияние скорости нагрева на рост зерна аустенита. Анализ современных литературных и литературных данных по вопросу исследования показывает большие резервные возможности для контроля кинетики альфа-гамма превращения [1-3].
Анализ существующей на сегодняшний день ситуации в сфере потребления металлургической продукции показывает, что в структуре потребления металлопроката наибольшую долю занимает горячекатаный листовой прокат, занявший более трети всех объемов металлургических предприятий [4]. Причем среди листового проката наибольшим спросом пользуется толстолистовой прокат, идущий на производство трубных заготовок, используется в судостроении, атомном и химическом машиностроении для производства газопроводов, локомотивов, тракторов, крепей горных выработок и т.д.
Толстолистовой прокат из малоуглеродистых низколегированных сталей для придания ему необходимого комплекса механический и технологических свойств подвергается различным видам термической и деформационно-термической обработкам, предусматривающим обязательную их аустенитизацию. В то же время аустенитизация толстолистового проката на производстве происходит в ходе ряда различных обработок, таких как нормализация, отжиг, закалка, термическое улучшение (закалка + высокотемпературный отпуск).
В связи с этим были проведены исследования влияния исходного структурного состояния и скорости нагрева на рост зерна аустенита при термообработке толстолистовой низколегированной стали. Материалами для исследований служили образцы из стали 10ХСНД и 17Г1С размерами 10х20мм, толщиной 12мм, отобранные от горячекатаного листа текущего производства.
Для проведения исследований образцы подвергались термической обработке, которая состояла из предварительной нормализации, отжига, закалке, термического улучшения и повторного нагрева до температур 900-1200°С с последующей закалкой в 10%-ном водном растворе поваренной соли. На рис.1 приведены данные о размере аустенитного зерна сталей 10ХСНД и 17Г1С при их повторном нагреве после различных режимов термической обработки. Установлено, что средний диаметр зерна аустенита при повторном нагреве в значительной мере определяется исходным состоянием сталей. Как видно из рис.1, наименьший размер зерна стали имеют после предварительного улучшения (т.е. при исходной сорбитной структуре), более крупное зерно формируется в отожженном состоянии (т.е. при грубой феррито-перлитной структуре).Причем наиболее значительное влияние исходной структуры проявляется на стали 10ХСНД.
На рис.2 представлены данные о росте зерна аустенита предварительно перегретой до 1200°С стали 17Г1С
при повторном быстром и медленном нагревах до температур 950-1100°С после различных режимов термообработки.
Из рис.2 видно, что при медленном (5-7°С/мин) нагреве до 900°С предварительно перегретой и закаленной стали
образуется довольно крупное зерно аустенита, средний диаметр которого равен 70мкм, с повышением температуры
до 1100°С зерно имеет тенденцию к измельчению.
Обнаруженные особенности изменения в размере зерна аустенита толстолистовых низколегированных сталей в зависимости от исходной структуры и скорости нагрева следует учитывать при назначении окончательных режимов их термической обработки.
В литературных источниках не найдено достаточных данных для низкоуглеродистых низколегированных сталей и поставленные вопросы требуют своего дальнейшего рассмотрения.