Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 39 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 669.15.018.28 – 194 ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ СТРУКТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ Д.О. ПАНОВ, старший преподаватель, Е.Н. ОРЛОВА, аспирант, А.С. ПЕРЦЕВ, аспирант, Р.А. ВАГИН, студент Ю.Н. СИМОНОВ, доктор техн. наук, профессор ( ПНИПУ, г. Пермь ) А.И. СМИРНОВ, канд. техн. наук, доцент А.А. НИКУЛИНА, канд. техн. наук, доцент ( НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 23 декабря 2013 Рецензирование 30 января 2014 Принята к печати 3 февраля 2014 Панов Д.О. – 614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: dimmak-panov@mail.ru Исследуется взаимосвязь размеров элементов структуры, направления волокон и уровня характеристик прочности и надежности закаленной листовой низкоуглеродистой стали 12Х2Г2НМФТ. Используются ме- тоды металлографического анализа, просвечивающей и растровой микроскопии, испытания на одноосное растяжение и трехточечный ударный изгиб. Установлено, что при достижении наноструктурного состояния пакетного мартенсита исследуемой стали наблюдается отклонение от закона Холла–Петча. Зависимость ударной вязкости (КСТ) и строение излома от дисперсности структуры исследуемой стали в значительной степени определяются направлением волокон по отношению к прилагаемой нагрузке. На образцах, вырезан- ных в продольном направлении относительно направления прокатки, в которых разрушение при испытаниях проходило поперек волокна, ударная вязкость (КСТ) начинает возрастать при диспергировании аустенитного зерна менее 40 мкм, а при получении наноструктурного состояния с размером рейки 96 нм микромеханизм разрушения меняется с квазискола на вязкий. На поперечных образцах дисперсность структуры практически не оказывает влияния на уровень ударной вязкости (КСТ), а существенное влияние оказывает волокнистое строение. Ключевые слова: низкоуглеродистая мартенситная сталь, пакетный мартенсит, дисперсность структуры, ударная вязкость, микромеханизм разрушения. Введение В работах [1, 2] показано, что повышение уровня характеристик прочности и надежности сталей со структурой пакетного мартенсита воз- можно за счет измельчения аустенитного зерна при термическом воздействии. При этом также диспергируется субструктура пакетного мартен- сита [3]. Помимо этого на уровень механических свойств листовых низкоуглеродистых сталей су- щественное влияние оказывает направление во- локон относительно прилагаемой нагрузки, так как при такой обработке в стали формируется волокнистое строение [4]. Наиболее широкие температурно-временные условия получения структуры пакетного мар- тенсита реализуются в системно-легированных низкоуглеродистых сталях, одной из которых яв- ляется сталь 12Х2Г2НМФТ [5]. Целью данной работы является установле- ние взаимосвязи размера элементов структуры и субструктуры, ориентировки волокон и уров-