Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 66 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ нии вопросов технологии получения булатов. Практически все варианты получения слои- стого распределения мелкодисперсного гло- булярного избыточного цементита сводятся к деформированию заэвтектоидной стали в интервале температур от А сm до А с1 , однако мнения по поводу морфологии выделений из- быточного цементита до ковки расходятся. По мнению авторов работы [2], основной вклад в формирование слоев цементитных глобулей вносит дробление цементитной сетки. Авторы работы [3] считают, что углерод в процессе ковки вне зависимости от исходной морфоло- гии перераспределяется в глобули сообразно распределению карбидообразующих элемен- тов, например ванадия. В то же время про- цесс термообработки, предшествующий де- формированию в межкритическом интервале, все указанные авторы проводят с охлаждением со значительного перегрева, обычно с темпе- ратуры, близкой к солидусу (1100...1200 °С). В работе [3] указано, что длительный отжиг необходим для формирования обезуглерожен- ной ферритной «рубашки», предотвращающей растрескивание в процессе ковки. О морфо- логии избыточного цементита, благоприятной для формирования при ковке слоистого рас- пределения глобулярного цементита, в рабо- тах этих авторов не сообщается. По исследо- ваниям, приведенным в работе [4], слоистое залегание глобулей после деформации лучше всего обеспечивается при деформировании в указанном температурном интервале стали с видманштеттовой морфологией избыточного цементита. Данная работа проведена с целью построе- ния диаграммы распада переохлажденного аустенита заэвтектоидной стали и определения влияния скоростей охлаждения на морфологию избыточного цементита. В существующих диа- граммах распада переохлажденного аустенита заэвтектоидных сталей не приводится такого соответствия между скоростями охлажденного аустенита и морфологией избыточного цемен- тита. Наличие возможности управления струк- турой подсистемы избыточного цементита по- зволит в максимальной степени гарантировать получение естественного слоистого компози- ционного материала на базе заэвтектоидной стали. Методика экспериментального исследования В качестве материала исследования была выбрана заэвтектоидная сталь У16-Ш опытной индукционной выплавки с последующим элек- трошлаковым переплавом, позволившим мини- мизировать ликвационную неоднородность и снизить количество неметаллических включе- ний. Состав стали приведен в таблице. Химический состав стали У16-Ш Содержание элемента, % С Si Mn P S Cr Ni 1,562 0,137 0,201 0,016 0,0034 0,5 0,13 Образцы для дилатометрических исследова- ний длиной 10 и диаметром 3 мм вырезались из нормализованной поковки с помощью электро- эрозионной проволочной резки. Дилатометри- ческие исследования проводили на закалочном дилатометре Linseis L78 R.I.T.A. с индукцион- ным нагревом. Нагрев образцов производили со скоростью 2,5 °С/с. Выдержка при температуре 1150 °С составляла 300 с, что достаточно для го- могенного перераспределения углерода в аусте- ните, но при этом не происходит значительного обезуглероживания образцов в среде вакуума. Охлаждение производили с постоянными ско- ростями: 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30 °С/с. Критиче- ские точки и интервалы фазовых превращений определяли графически по перегибам на кривых «температура – абсолютное удлинение». При проведении опытов регистрация проводилась откалиброванной термопарой типа ТХА (К-тип), приваренной к боковой цилиндрической поверх- ности исследуемых образцов с помощью точеч- ной сварки. Методика испытаний и построения кинетических диаграмм распада переохлажден- ного аустенита описана в работах [5, 6]. Нагрев образцов производили индукционным способом в вакууме (~ 10 -2 Па), что полностью исключало вероятность образования окалины на торцах образцов и, следовательно, искаже- ния показаний дилатометра. Однако индукци- онный вакуумный нагрев и выдержка 300 с при 1150 ºС не предотвращал обезуглероживания поверхности. Оцененный металлографически обезуглероженный слой не превышал 30 мкм и