Assessment of the effect of the steels structure dispersion on its magnetic and mechanical properties

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 95 MATERIAL SCIENCE пределом прочности , коэрцитивной силой , вели - чиной внутренних напряжений и фактором раз - нозернистости , выступающим в качестве крите - рия дисперсности структуры . Исследуемые конструкционные стали име - ют широкое применение для изготовления раз - личных металлоконструкций , трубопроводного транспорта , резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов . Для определения наличия взаимосвязи меж - ду рассматриваемыми величинами необходимо : проанализировать влияние термообработки на величину коэрцитивной силы , предела прочно - сти , внутренних напряжений , фактора разнозер - нистости ; определить наличие корреляционной зависимости между данными параметрами ; объ - яснить изменения , происходящие с ними при термообработке . Методика исследований Образцы из сталей 09 Г 2 С , Ст 3, 15 ХСНД раз - мером 4,0×70,0×25,0 мм были вырезаны лазером из листов вдоль направления их прокатки . Дан - ные о химическом составе определены анализа - тором X-MET 7000. В табл . 1 приведены усред - ненные значения , полученные при проведении 10 измерений . Как известно , термическая обработка силь - но сказывается на структурно - фазовом составе стали , а так как неоднородности в механических и магнитных свойствах стального проката , из которого изготовлены образцы , обычно не пре - вышают 15 % [17], то для создания различных вариаций структуры , а следовательно , и зерен - ного состава необходимо провести термообра - ботку экспериментальных образцов . Поэтому перед проведением исследований образцы под - вергались закалке с последующим отпуском при различных температурах ( табл . 2). Это было сде - лано для создания различных вариаций струк - турно - фазового состояния . Микроструктура исследуемых образцов была изучена при помощи растрового электронного микроскопа JEOL 6008A. В качестве травителя использовался 3 %- й раствор азотной кислоты . Определение величины фактора разнозер - нистости производилось по формулам , пред - ставленным в работах [18, 19], где используется распределение баллов зерен наблюдаемых на микрошлифе . Для расчета фактора разнозернистости вы - полнялась обработка микрофотографий ( рис . 1) в программном комплексе металлографических исследований «SIAMS 700» ( рис . 2). В качестве примера на рис . 3 показано распределение бал - ла зерен образца стали 15 ХСНД . Аналогичный характер имеют распределения остальных об - разцов . Балл зерна определялся в соответствии с ГОСТ 5639–82 [21]. Расчет фактора разнозерни - стости F z производился по формуле max max , z i i f Z F f Z = å (1) Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав исследуемых сталей Chemical composition of the studied steels Марка стали / Steel grade Содержание элемента , % масс / Element content,% wt С Si P* S* Cr Mn Ni Cu 09 Г 2 С / 09G2S 0,11 0,15 0,05 <0,028 0,07 1,91 0,11 0,22 Ст 3/ St3 0,16 0,15 0,05 <0,02 0,03 0,45 0,03 0,04 15 ХСНД / 15KhSND 0,16 0,71 0,06 <0,02 0,84 0,79 0,34 0,20 * Показатели содержания углерода , серы и фосфора приведены согласно информации , указанной в сертификатах качества на стали , из которых изготовлены образцы / The indicators of the content of carbon, sulfur and phosphorus are given according to the information speci fi ed in the quality certi fi cates on the steel from which the samples are made.