Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 74 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 4. График зависимости твердости НВ от ударной вязкости KCV –60 потока воздуха от 2,5 до 8,5 м/с. После закалки воздухом выполняли отпуск 600 о С, 30 мин. Применение регулируемого охлаждения включает в себя контролируемую изотермиче- скую закалку с самоотпуском, где перенос об- ласти перлитных превращений в интервал более низких температур обеспечивает достижения максимальной степени измельчения зерна и по- лучения структурной составляющей в виде бей- нита до 3 % в ферритно-перлитной структуре. На основании статистических данных и серий экспериментальных термообработок определен оптимальный интервал твердости 165…180 НВ, обеспечивающий требуемые характеристики ударной вязкости (рис. 4). Бейнитная структура характеризуется фор- мой в виде пластин или реек с высокой плотно- стью дислокации. Структура видманштеттова феррита имеет более низкую плотность дисло- каций в сравнении с легированным ферритом. По режимам № 1 и 3 феррит имеет фор- му хлопьев или колониевидных включений (рис. 5,  а ). Микротвердость феррита изменяет- ся таким образом, что при увеличении времени выдержки с 30 до 60 мин наблюдается сниже- ние микротвердости легированного феррита от 190 до 120 НВ. По режиму № 6 (рис. 5, в ) ферритные и перлитные зерна претерпевают различные превращения (феррит пластически деформируется и рекристаллизуется), а перлит деформируется и превращается в плохо травя- щиеся белые зерна. Установлено, что механизм образования последних связан с быстрым разо- гревом и последующим быстрым распределе- нием тепла в металле. В результате в образце образуется структура закалки с высокой твер- достью [12–14]. Повышение микротвердости феррита и перлита объясняется появлением большого количества двойников и реализацией механизма множественного скольжения между ними, причем легированный феррит упрочня- ется больше, чем перлит. Кодированные регрессионные уравнения расчета твердости феррита Ф НВ , легированного феррита ЛФ НВ , перлита П НВ с применением цен- трального композиционного плана ортогональ- ной матрицы планирования имеют следующий вид: НВ = 149,6 + 2,9 T – 4,1 t – 0,3 V + 10,1 T 2 + + 5,7 t 2 + 10,1 V 2 – Tt + 3,7 TV + 0,7 tV ; (1) Ф НВ = 148 + 4,4 T – 2,7 t + 0,7 V – 4,4 T 2 – 0,6 t 2 + + 1,7 V 2 + 13 Tt + 0,5 TV – 17 tV ; (2) ЛФ НВ = 195,1 + 5,8 T – 2,1 t – 1,1 V – 11,1 T 2 – 22 t 2 – 6,1 V 2 + 8,9 t – 1,6 TV – 22,9 tV ; (3) П НВ = 255,3 – 4 T – 23,8 t + 8,1 V – 37,4 T 2 + + 14,4 t 2 – 17 V 2 + 14,1 Tt + 8,9 TV – 28,1 tV ; (4) KCV –60 = 30,74 – 7,79 T – 2,64 t – 2,93 V +2,7 T 2 – – 2,25 t 2 – 4,97 V 2 – 1,7 Tt – 2,08 TV – 1,24 tV , (5) где T – кодированное значение температуры; t – кодированное значение времени выдержки при температуре Т ; V – кодированное значение ско- рости потока воздуха.