Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 76 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ зотропной, а конечная его форма – иррегулярной и часто имеет зазубренные границы (рис. 5, а ). Этот феррит иррегулярной формы называют ква- зиполигональным. Температура начала превра- щения квазиполигонального феррита несколько ниже типичной для полигонального феррита, и формирование обеих форм феррита продолжает- ся до температуры B s . Образование квазиполигонального феррита начинается на существующем полигональном феррите на границах аустенитных зерен при сни- жении температуры. Феррит (α w ) формируется путем анизотропного (бокового) роста от ферри- та на границах зерен аустенита (рис. 5, б ). Фер- рит (α ′ в), напротив, зарождается непосредствен- но на границах аустенитных зерен (рис. 5,  в ). Игольчатая форма α w и α ′ в кристаллов, которая минимизирует поверхностную энергию, в про- цессе превращения отличает эти формы ферри- та от полигонального и квазиполигонального феррита. Известно, что прочность повышает- ся в зависимости от снижения температуры превращения. Вязкость связана с размером эффективного зерна, определяемого характером гра- ниц продуктов превращения и структурным состоянием исход- ного аустенита. Упрочнение твер- дого раствора углеродом и увели- чение плотности дислокаций в результате сочетания изменения объема и превращения по сдви- говому типу будут приводить к более высокой прочности стали при снижении температуры пре- вращения [4, 8]. Металлографические иссле­ дования показали, что аллотро- пические превращения сопро- вождаются значительным измельчением зерен (см. рис. 5) по мере повышения скорости ох- лаждения аустенита. Форма образовавшихся из аустенита кристаллов легированного фер- рита с увеличением скорости охлаждения по- степенно меняется от равновесной до иголь- чатой, что приводит к снижению ударной вязкости до 11,1 Дж/см 2 (табл. 2, режимы № 1 и 3, рис. 5, а ). Снижение температуры до 850 о С, 45 мин, V в = 5,5 м/с (режим № 9) обеспечивает появление полигонального феррита и нижнего бейнита, повышающего ударную вязкость до 51,4 Дж/см 2 . Механизм упрочнения стали 20ГФЛ связан с дисперсионным упрочнением. Выделение ча- стиц (карбонитридных фаз) определяется диф- фузией не только углерода, но и легирующих элементов. Получение дисперсной структуры бейнита с высокими характеристиками сопро- тивления разрушения возможно в случае приме- нения регулируемой термообработки при темпе- ратуре ниже остановки рекристаллизации [15]. На основе анализа полученных данных раз- работана технология регулируемой термообра- ботки стали 20ГФЛ (рис. 6), обеспечивающая формирование дополнительной структурной составляющей в виде нижнего бейнита с по- вышением ударной вязкости KCV –60 не менее 30 Дж/см 2 . Для массивных деталей форми- рование нижнего бейнита происходит за счет принудительного охлаждения до температуры 400…450 о С с дальнейшим самоотпуском на спокойном воздухе. Рис. 6. Диаграмма регулируемой термообработки: А , Б , В , Г – временной интервал, устанавливающийся экспериментальным путем в зависимости от конфигурации и массы изделия Выводы 1. Выявленная перлитная оторочка, охрупчи- вающая сталь, отмечается на литой структуре с подобной конфигурацией, а также после термо- обработки с отпуском. Глубокое травление при- водит к формированию структуры ячеистого перлита. Отмечено, что в образце с ударной вяз- костью более 50 Дж/см 2 KCV -60 имеются следы предположительно ячеистого перлита при твер- дости 180 НВ. В то же время детали боковых