Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 79 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП Выводы 1. Сравнительный анализ характеристик меха- нических свойств стали 20 показывает, что про- ведение РК со степенью деформации 40 % при- водит к повышению предела текучести на 69 %, предела прочности на 28 %, при этом характери- стики пластичности и ударной вязкости остаются на достаточно высоком уровне: δ = 18,2 %, ψ = = 70,5 %, KCU = 1,9 МДж/м 2 и КСТ = 1,4 МДж/м 2 . Также изменяется вид диаграмм растяжения по сравнению с исходно термоулучшенным состоя- нием, на них отсутствует площадка текучести. Вследствие этого для образцов после радиальной ковки до степени деформации ~40 % реализуется условный предел текучести, за которым следует участок деформационного упрочнения 2. Увеличение степени деформации до 55 % приводит к повышению σ 0,2 на 90 %, σ в на 45 % и снижениюδ на 56 %, ψ на 15 %, KCUна 27 %иКСТ на 17 % по сравнению с исходно высокоопущен- ным состоянием. Следует отметить, что механиче- ские характеристики после проведения радиальной ковки со степенью деформации 55 % на трубных заготовках из стали 20 находятся на достаточно вы- соком уровне, и составляют: δ = 13,5 %, ψ = 65,5 %, KCU = 1,6 МДж/м 2 и КСТ = 1,15 МДж/м 2 . 3. Проведение последеформационного отжи- га при 300 °С на стали 20 приводит к достиже- нию максимальных характеристик прочности, при этом снижается относительное удлинение образца, а относительное сужение и ударная вяз- кость остаются на уровне деформированного со- стояния. На диаграмме растяжения после такого отжига наблюдается ярко выраженный «зуб». После «зуба» наблюдается небольшой, почти го- ризонтальный участок (для отжига при 300 °С его протяженность по оси деформации состав- ляет порядка 4 %), который можно считать и площадкой текучести, и участком очень слабо- Increased mechanical properties formation on 0.2 % carbon steel by integrated mechanical and heat treatment A.S. Pertsev, D.O. Panov, A.P. Nishta, U.N. Simonov, P.A. Popeluh, N.V. Plotnikova The structure evolution and mechanical properties of billets of 0.2% carbon steel, processed by integrated mechanical and heat treatment, which includes the quenching and high tempering, cold radial forging and subsequent annealing in a wide temperature range, were investigated. Key words: 0.2% carbon steel, integrated mechanical and heat treatment, cold radial forging, subsequent annealing, increased mechanical properties. го деформационного упрочнения. Такой специ- фический вид диаграмм растяжения позволяет говорить о том, что в данном случае верхний предел текучести и временное сопротивление разрыву практически равны. 4. При повышении температуры отжига дефор- мированных заготовок из стали 20 до 600 °С такой вид диаграммрастяжения (с «зубом») сохраняется. При этом повышается предел текучести на 60 %, предел прочности на 13 %, снижается относитель- ное удлинение на 33 %, но его значение остается на достаточно высоком уровне и составляет ~20 %, относительное сужение и ударная вязкость оста- ются на прежнем уровне по сравнению с исходно термоулучшенным состоянием. 5. Сравнение требований ОСТ 3-1686-80 для изделий типа «труба» на категорию прочности КС70 (σ 0,2 ≥ 700 МПа, δ ≥ 9 %, ψ ≥ 45 %, KCU ≥ ≥ 0,6 МДж/м 2 ) и характеристик механических свойств деформированных трубных заготовок из стали 20 со степенью деформации 55 % по- казало, что радиальная ковка позволяет получать высоконадежный материал для изготовления со- судов высокого давления. Список литературы 1. Бернштейн М.Л. Термомеханическая обра- ботка стали. В 2-х т. – М.: Металлургия, 1968. 2. Копцева Н.В. Закономерности формирования ультрамелкозернистой структуры, обеспечивающей улучшение свойств углеродистых конструкцион- ных сталей: дис. ... д-ра техн. наук. – Магнитогорск: МГТУ, 2012. 3. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктур- ные материалы, полученные интенсивной пласти- ческой деформацией. – М.: Логос, 2000. – 272 с. 4. Перцев А.С., Симонов Ю.Н., Касаткин А.В., Бухалов А.Д. Формирование комплекса повышенных механических характеристик промышленных заго- товок из стали 35Х методом механотермического воздействия // МиТОМ. – 2012. – № 11. – С. 11–17.