Obrabotka Metallov. 2017 no. 4(77)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (77) 2017 8 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В качестве объекта исследования были исполь- зованы цилиндрические образцы диаметром 3 мм и длиной 10 мм, к которым методом электро- контактной сварки приваривали концы предвари- тельно откалиброванной термопары К-типа (Ni– NiCr), что позволило непосредственно во время измерения фиксировать температуру образца. Микроструктурные исследования проводили на микрошлифах образцов после дилатометри- ческих исследований на световом инвертиро- ванном микроскопе OLYMPUS GX 51 при уве- личениях до 1000 крат. Травление микрошлифов осуществляли 4%-м раствором пикриновой кис- лоты в спирте. Образцы для механических и электронно- микроскопических исследований были обрабо- таны по режиму нагрева посадкой в горячую печь (скорость нагрева порядка 1,5 °С/с) до тем- ператур 800 или 860 °С с выдержкой 2 ч и по- следующей закалкой на воздухе. Испытания на одноосное растяжение осуществляли на универ- сальной гидравлической системе для статических испытаний INSTRON-SATEC 300 LX. Расчет ха- рактеристик прочности и пластичности прово- дили на образцах типа III № 7 в соответствии с ГОСТ 1497–84. Испытания на ударную вязкость выполняли на маятниковом копре КМ-30 на об- разцах типа 17 в соответствии с ГОСТ 9454–78. Макрофрактографический анализ осущест- вляли с использованием светового микроскопа OLYMPUS SZX-16. Микрофрактографический анализ проводили с применением сканирующе- го электронного микроскопа Hitachi S-3400N на образцах после испытаний на ударную вязкость в областях, где разрушение проходило в услови- ях реализации плоскодеформированного состоя- ния – плоская часть излома. Электронно-микроскопические исследования производили на тонких фольгах с использованием просвечивающего электронного микроскопа FEI Tecnai 20 G2 TWIN при ускоряющем напряжении 200 кВ. Фольги для исследований готовили стан- дартными методиками электрополирования. Результаты эксперимента и их обсуждение Дилатометрические исследования непре- рывного нагрева исходно закаленной ста- ли 10Х3Г3МФС выполняли со скоростями 0,15…90 °С/с до полной аустенитизации, т. е. выше температуры А С3 . Температуру начала α→γ-превращения (А С1 ) определяли по моменту одновременного возникновения дилатометриче- ского и термического эффекта в соответствии с методикой [23]. Дилатометрический эффект вы- зван образованием более компактной кристал- лической решеткой при α→γ-превращении, что приводит к уменьшению объема исследуемого образца, а термический эффект обусловлен по- глощением тепла в процессе превращения и фиксируется по моменту возникновения разни- цы между задаваемой и реальной температурой образца (рис. 1). Температуру окончания образо- вания аустенита (А С3 ) определяли по точке от- рыва касательной к участку линейного термиче- ского расширения аустенита при нагреве после  →γ-превращения. По результатам исследования положения критических точек при различных скоростях на- грева построена термокинетическая диаграмма образования аустенита с обозначением крити- ческих точек А С1 и А С3 (рис. 2). Показано, что с увеличением скорости нагрева происходит снижение критической температуры А С1 и повы- шение А С3 . Данное явление вызвано частичным сохранением исходных дислокаций мартенсита, которые инициируют α→γ-превращение при бо- лее низких температурах в процессе нагрева со Рис. 1. Схема определения положения критических точек А С1 и А С3 при непрерывном нагреве со скоро- стью1,5 °С/с исходно закаленной стали 10Х3Г3МФС: Δ Т – разница между задаваемой и реальной температурой образца; δ – относительное удлинение образца Fig. 1. Scheme for determining the position of the criti- cal points A C1 andA C3 during continuous heating at a rate of 1.5 °C/s of the initially hardened steel 10H3G3МFS: Δ Т – is the difference between the set and actual temperature of the sample; δ – is the percent elongation of the sample