АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ, ФОРМИРУЮЩИХ ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ В СТАЛИ HARDOX 450
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-4-10-17Ключевые слова:
сталь Hardox 450, механизмы упрочнения, зона термического влияния, предел текучести, дислокационная субструктураАннотация
Представлены результаты исследования механизмов упрочнения, формирующих предел текучести в стали Hardox 450 в зоне термического влияния.
В последнее время в связи с увеличением добычи угля и применением современной мощной горнодобывающей техники необходимо применять новые материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. К таким материалам относится сталь Hardox 450, из которой изготовлены многие детали и элементы оборудования для добычи угля открытым способом.
Установлено и рассчитано, что основной и практически одинаковый вклад в формирование предела текучести стали Hardox 450, как в исходном состоянии, так и в зоне термического влияния сварки, вносят дальнодействующие поля напряжений и дислокации «леса» (до 325…385 МПа – исходное состояние, 325…405 МПа – зона термического влияния). Значительный вклад в упрочнение вносят частицы цементита. Наличие структурной прослойки, выявленной электронно-микроскопическими исследованиями в зоне термического влияния, подтверждено расчетом вкладов различных видов упрочнения: неполяризованными дислокациями «леса», внутренними дальнодействующими полями, некогерентными карбидами, твердорастворное, зернограничное, субструктурное, торможение дислокаций в кристаллической решетке; здесь сумма вкладов минимальна (850 МПа) и достигнута снижением доли зернограничного упрочнения и перераспределения цементитных частиц в фазах.
В результате исследований структуры и расчетов установлено, что сталь Hardox 450 в исходном состоянии и в зоне термического влияния после рекомендованного режима сварки имеет микроструктуру, обладающую высокими эксплуатационными свойствами. Присутствие структурной прослойки незначительно снижает эксплуатационные характеристики в зоне термического влияния.Библиографические ссылки
Гольдштейн М. И., Фарбер В. М. Дисперсионное упрочнение стали. М. : Металлургия, 1979. 208 с.
Конева Н., Киселева С., Попова Н. Эволюция структуры и внутренние поля напряжений. Аустенитная сталь. Германия, LAP LAMBER Academic Publishing, 2017. 148 с.
Прнка Т. Количественные соотношения между параметрами дисперсных выделений и механическими свойствами сталей // МиТОМ. 1975. № 7. С. 3–8.
Пикеринг Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей. М. : Металлургия, 1982. 179 с.
Koneva N.A., Popova N.A., Nikonenko E.L., Si-zonenko N.R. Phase transformations and misorientations in ferrite-martensitic steel upon intense plastic deformation. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 2018, vol. 82, no. 7, pp. 769-772.
Козлов Э. В., Конева Н. А. Природа упрочнения металлических материалов // Изв. вузов. Физика (приложение). 2002. № 3. С. 52–71.
Влияние равноканального углового прессования на структуру и предел текучести стали 10Г2ФТ / Э. В. Козлов, Н. А. Попова, Е. Л. Никоненко [и др.] // Деформация и разрушение материалов. 2016. № 3. С. 10–14.
Конева Н. А., Козлов Э. В. // Перспективные материалы / под ред. Д. Л. Мерсона. Тула : Изд-во ТГУ, МИСиС, 2006. 267 с.
Структурно-фазовые состояния перспективных металлических материалов : монография / под ред. В. Е. Громова. Новокузнецк : Изд-во НПК, 2009. 613 с.
Kozlov E.V., Koneva N.A. Internal fields and other contributions to flow stress. Mat. Sci. and Eng., 1997, vol. 234-236, pp. 982-985.
Конева Н. А. Внутренние поля напряжения и их роль в эволюции мезоструктуры // Вопросы материаловедения. 2002. № 1 (29). С. 103–112.
Морфология фаз и фазовые превращения при термической обработке суперсплавов на основе Ni-Al-Cr и Ni-Al-Co. Масштабные и концентрационные эффекты / Э. В. Козлов, А. Н. Смирнов, Е. Л. Никоненко, Н. А. Попова, Н. А. Конева. М. : Инновационное машиностроение ; Кемерово : Сибирская издательская группа, 2016. 175 с.
Струнин Б. Н. О распределении внутренних напряжений при случайном расположении дислокаций // ФТТ. 1967. Т. 9, № 3. С. 805–820.
Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М. : Металлургия, 1986. 224 с.
Иванов Ю. Ф., Гладышев С. А., Козлов Э. В. Структурные оценки предела текучести высокопрочной конструкционной стали // Пластическая деформация сплавов. 1986. С. 152–163.
Иванов Ю. Ф. Природа прочности машиностроительных среднелегированных сталей // Субструктура и механические свойства металлов и сплавов. Томск : ТИСИ, 1988. С. 63–70.
Чернявский В. С. Стереология в металловедении. М. : Металлургия, 1977. 280 с.
