ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 34 ТЕХНОЛОГИЯ феррит (КФ), игольчатый феррит (ИФ), бейнит и мартенситно-аустенитную (МА) составляющую, которые образуют сложную смешанную микроструктуру с различными характеристиками. Добавление микролегирующих элементов, таких как Mn, Mo, Cr, Ni, V, Nb и Ti, может помочь получить идеальную микроструктуру и механические свойства [45, 46, 52–56]. Термомеханическая обработка Важность получения мелкого размера зерна с точки зрения увеличения как прочности, так и ударной вязкости очевидна из первоначальной работы Hall [81] и Petch [82], которые для ряда поликристаллических металлов экспериментально показали, что напряжение текучести σ0,2 при постоянной деформации связано с диаметром зерна d определенным соотношением [83]. Термомеханическую обработку стали можно разделить на три большие группы в зависимости от того, происходит ли процесс деформации до, во время или после фазового превращения. Используемые процессы включают в себя высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО), контролируемую прокатку и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО). При прокатке листа из простой углеродистомарганцевой (C-Mn) стали (рис. 11) размер зерна может быть уменьшен с 10 до 5 мкм, когда лист контролируется степенью деформации и ускоренным охлаждением. Это уменьшение размера зерна увеличивает предел текучести стали примерно на 80 МПа в соответствии с хорошо известным соотношением Холла – Петча [81–83]. Контролируемая прокатка – это средство, с помощью которого свойства сталей могут быть улучшены до уровня, эквивалентного свойствам более высоколегированных или термически обработанных сталей. Контролируемая прокатка состоит из трех стадий: 1) деформация в рекристаллизационной области при высоких температурах; 2) деформация в нерекристаллизационной области; 3) деформация в аустенит-ферритной области. Значение деформации в нерекристаллизационной области заключается в разделении аустенитных зерен на несколько блоков в результате внедрения в зерна деформационных полос. Деформация в аустенитно-ферритной области дает смешанную структуру, состоящую из равноосных зерен и субзерен. Фундаментальное различие между традиционно горячекатаными и контролируемо прокатанными сталями заключается в том, что зарождение феррита происходит исключительно на границах аустенитных зерен в первых, в то время как во вторых оно происходит внутри зерен, а также на границах зерен, что приводит к более мелким структурам. Обычная контролируемая прокатка направлена на получение сплющенных аустенитных зерен за счет пластической деформации, что приводит к увеличению центров зародышеобразования для превращения аустенита в феррит. Затем этот процесс приводит к образованию мелких ферритных зерен размером примерно от 5 до 8 мкм. Традиционная контролируемая прокатка обычно включает в себя высокие температуры нагрева для достижения полного перехода микролегирующих элементов, т. е. Nb и V, в твердый раствор. В процессе прокатки [14, 51–56, 84–98], протекающей ниже нулевой температуры рекристаллизации, происходит деформационное выделение Nb (C, N), вызывающее полное подавление рекристаллизации между каждым проходом. Малый размер аустенитного зерна приводит к измельчению зерен феррита. При деформировании в нерекристаллизованной области температур аустенитной фазы (ниже нерекристаллизационной температуры ТНР [53]) зерна аустенита спекаются и внутрь зерен внедряются деформаРис. 11. Схематическая диаграмма измельчения зерна в сталях при деформации Fig. 11. Schematic diagram of grain refi nement in steels during deformation
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1