Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 24 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 669.15-194-966.5 ЭКОНОМНО-ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ С УРОВНЕМ ПРОЧНОСТИ 2200…2600 МПа* В.П. ВЫЛЕЖНЕВ 1 , канд. техн. наук, доцент А.А.СУХИХ 2 , научный сотрудник Ю.Н.СИМОНОВ 1 , доктор техн. наук, профессор В.Б. ДЕМЕНТЬЕВ 2 , доктор техн. наук ( 1 ПНИПУ, г. Пермь , 2 ИМ УрО РАН, г. Ижевск ) Получена 28 октября 2013 Рецензирование 20 декабря 2013 Принята к печати 10 января 2014 Симонов Ю.Н. – 614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: simonov@pstu.ru Изучена возможность получения высокочистых сталей 65С2А и 65С2ВА, выплавленных в вакуумной ин- дукционной печи, с уровнем прочности порядка 2500 МПа. Показано, что без применения специальных мето- дов обработки такой уровень прочности не может быть достигнут. Использование высокотемпературной тер- момеханической обработки (ВТМО) и обработки сталей на сверхмелкое зерно дает возможность получить в этих сталях предел прочности σ в ≈ 2600 МПа при ψ = 20…35 % и КСU = 0,25…0,4 МДж/м 2 . При легировании низкоуглеродистой стали карбидообразующими элементами (сталь 65С2ВА) обеспечивается уровень вязко- сти КСU = 0,4 МДж/м 2 , но сравнительно низкая пластичность ψ < 20 %. Без карбидообразующих элементов (сталь 65С2А) значение КСU = 0,25…0,30 МДж/м 2 , но значение пластичности составляет ψ = 35…40 %. Изучение строения изломов показало, что в результате ВТМО уменьшаются размеры поверхностей ско- лов, исчезают участки межзеренного разрушения, а главное – увеличивается площадь излома, занятая ямка- ми. Можно считать, что это является следствием общего диспергирования структуры при ВТМО. Ключевые слова: высокочистые низколегированные кремнистые стали, высокопрочное состояние, вы- сокотемпературная термомеханическая обработка, обработка на сверхмелкое зерно. _______________ * Работа осуществлена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации Постановле- ния 218 «Развитие кооперации Российских вузов и промышленных предприятий», договор № 02.G25.31.0068 между Минобрнауки РФ и ОАО «Мотовилихинские заводы» и договор № 2013/050 между ОАО «Мотовили- хинские заводы» и ФГБОУ ВПО Пермский национальный исследовательский политехнический университет. Введение Для материалов, применяемых в машино- строении, определенный интерес представля- ют высокопрочные стали и сплавы, прочность которых близка к 2500 МПа. Известны никель- кобальтовые стали с малым содержанием углеро- да, у которых прочность обеспечивается за счет закалки на мартенсит и последующего старения, так называемые мартенситностареющие стали (МСС). МСС обладают практически неограни- ченной прокаливаемостью и сравнительно низ- кой мартенситной точкой, позволяющей после охлаждения получить в структуре определенное количество остаточного аустенита [1]. Кроме высокого уровня прочности и надежности МСС обладают высокой хладостойкостью. Однако широкое применение МСС ограничивается их чрезвычайно высокой стоимостью. Предел прочности σ в ≥ 2500 МПа может быть достигнут на конструкционных легирован- ных сталях, содержащих более 0,45 % углерода, в которых высокий уровень прочности достига- ется путем закалки и низкого отпуска. Однако