Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 40 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ нялась в условиях плоской деформации – цен- тральная часть изломов вблизи усталостной тре- щины. Исследования проводили на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss EVO50 при увеличениях до ×15 000 и ускоряющем напряже- нии 20 кВ. Результаты исследования и обсуждение Изучение тонкой структуры стали 12Х2Г2НМФТ после исследуемых режимов термической обработки выявило реечное строе- ние пакетного мартенсита разной степени дис- персности (см. таблицу). Так, средний попе- речный размер рейки в плоскости фольги при варьировании размера аустенитного зерна от 2,5 до 65 мкм изменяется от 96 до 341 нм. При этом наблюдается прямопропорциональная зависи- мость среднего поперечного размера рейки b р в плоскости фольги от размера аустенитного зерна d а (рис. 2), что согласуется с результатами работы [8]. Следует отметить, что степень до- стоверности аппроксимации такой зависимости линейной функцией составляет 99 %. Металлографический анализ загрязненности стали 12Х2Г2НМФТ неметаллическими вклю- чениями после различных режимов термиче- ской обработки показал, что при прокатке листа сформированы вытянутые в направлении дефор- мации частицы оксидов. Эти частицы сохраня- ются в большом количестве после термической обработки на 900 и на 1000 °С, о чем свидетель- ствует большой балл загрязненности стали (см. таблицу). Увеличение температуры термической обработки до 1100 и 1200 °С приводит к раство- рению неметаллических включений и к умень- шению балла загрязненности стали оксидами (см. таблицу). ня характеристик прочности и надежности за- каленной листовой низкоуглеродистой стали 12Х2Г2НМФТ. Материалы и методика исследования В качестве материала исследования выбрана низкоуглеродистая системно-легированная сталь 12Х2Г2НМФТ [6] следующего химического со- става, % (масс.): 0,12 С; 0,19 Si; 2,23 Mn; 2,38 Cr; 1,38 Ni; 0,43 Mo; 0,09 V; 0,02 Ti; 0,005 S; 0,008 P. Размер зерна аустенита в исследуемой стали варьировали методами термоциклической обра- ботки (ТЦО) и полной закалкой из аустенитной области. При термоциклической обработке про- водили пятикратный нагрев на 900 и 1000 °С с выдержкой 25 с и последующим охлаждением в воде. При полной закалке образцы исследован- ной стали нагревали посадкой в горячую печь до температур 900, 1100 и 1200 °С с выдержкой 30 мин и последующим охлаждением в воде. Металлографические исследования проводи- ли на микрошлифах с использованием светово- го микроскопа Olympus GX 51 при увеличениях до ×1000. Зеренную структуру выявляли комби- нированным методом окисления-травления [7]. Размер зерен определяли методом секущих по ГОСТ 5639–82. Балл загрязненности неметалли- ческими включениями (ОС) оценивали по ГОСТ 1778–70 по методу Ш. Электронно-микроскопическое исследование структуры сталей проводили путем просмотра металлических фольг в электронном микроско- пе Technai G2 FEI при ускоряющем напряжении 200 кВ. Определение характеристик механических свойств осуществляли на образцах, вырезанных из листа стали 12Х2Г2НМФТ толщиной 5,5 мм в продольном и поперечном направлениях отно- сительно направления прокатки (рис. 1). Характеристики прочности (σ в , σ 0,2 ) опреде- ляли по ГОСТ 1497–84 при испытаниях на одно- осное растяжение на разрывной машине Instron 8801. Испытания на ударную вязкость КCU и KCT проводили на маятниковом копре МК-30 по ГОСТ 9454–78. Усталостную трещину наносили на вибраторе Дроздовского. Микромеханизмы разрушения исследовали на участках излома, где трещина распростра- Рис. 1. Схема вырезки образцов из листовой заготов- ки стали 12Х2Г2НМФТ