Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 2 2018 153 MATERIAL SCIENCE Рис. 6. Модель образца с пакетно-пла- стинчатой структурой Fig. 6. Model of a specieman with a packet- laminar structure eff ïë 1 2 , Ì ñ q a                   (7) где  М – объемная доля пакетного мартенсита в металлической матрице;  пл – объемная доля пластинчатого мартенсита; q = 0,6 – статистиче- ский коэффициент. Тогда трещиностойкость материала, в состав которого входят пакетная и пластинчатая состав- ляющие, можно оценить из формулы [20] ìàòðèöû 1 ïë . (1 2 / ) Ì K K q a c      1 Ñ (8) За ìàòðèöû K 1 Ñ взяли величину K 1 пакетного мартенсита стали 07Х3ГНМ, не содержащей пластинчатой составляющей. Относительное увеличение коэффициента напряжений 1eff 1 / Ê Ê связывали с относитель- ным уменьшением критического коэффициента ( K 1 С материала/ K 1 С матрицы): 1 1 1eff 1 .  ìàòðèöû ìàòåðèàëà C K K K K (9) Введем коэффициент М , равный отношению 1 1 ìàòðèöû ìàòåðèàëà , Ñ K Ì K  (10) и рассчитаем значения M для различного содер- жания пластинчатой составляющей (табл. 3). Фактически из-за сложности определения K 1 C значения М взяты из соотношения I C матрицы к I C материала , где I C матрицы = 140 МПа ∙  м 1/2 . Заметное отличие значений I C эксперимент и I C расчет , по нашему мнению, обусловлено высо- кой долей высокотемпературного пластинчато- го мартенсита, имеющего форму глобул [22], c возможно иным соотношением c / a [23] по срав- нению с низкотемпературным пластинчатым мартенситом и вероятным увеличением разме- ров реек с повышением содержания углерода [24]. Повышение прочности после закалки НМС 15Х2Г2НМФБ из МКИ, по-видимому, связанно с уменьшением среднего размера зерна аусте- нита (рис. 2), которое обусловливает уменьше- ние размеров пакетов и реек [22]. НМС, содер- жащие сильные карбидообразующие элементы, закаленные с 950 °С, имели σ B = 1430 МПа, σ 0,2 = 1180 МПа, δ = 15 %, ψ = 56 %, KCV = = 0,8 МДж/м 2 – 15Х2Г2НМФБ и σ B = 1650 МПа, σ 0,2 = 1225 МПа, δ = 12%, ψ = 46 %, KCV = = 0,35МДж/м 2 –27Х2Г2НМФБ. После закалки из верхнего интервала МКИ стали имеют высокую прочность при повышенной ударной вязкости: σ B = 1500МПа, σ 0,2 = 1200МПа, δ = 15%,ψ = 51%, KCV = 0,9 МДж/м 2 – 15Х2Г2НМФБ НМС, у ста- ли 27Х2Г2НМФБ σ B = 1580МПа, σ 0,2 = 1220МПа, δ = 14 %, ψ = 55 %, KCV = 0,4 МДж/м 2 . Сравнительный фактографический ана- лиз выявил (рис. 7) большую утяжку кромок и большие губы среза у образцов, закаленных из МКИ (рис. 7, б , г ), так же как у НМС с мень- шим содержанием углерода (рис. 7, а , б ), что подтверждает тенденции изменения ударной вязкости. Еще одним фактором в пользу закалки из МКИ НМС с выраженной структурной наслед- ственностью является сфероидизация карбид- ной фазы (рис. 5). Таким образом, основные виды неметалли- ческих включений в НМС – сульфиды, карбо- нитриды, оксиды. Существенного влияния фор- мы и размеров неметаллических включений на вязкость в исследованных интервалах измене- ния НВ не выявлено. Вязкость НМС во многом определяет морфология мартенсита, которая изменяется по мере увеличения содержания углерода.