Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 41 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Расчетное строение пакетного мартенсита после термической обработки № п/п Термическая обработка Средний размер аустенитного зерна ( d а ), мкм Средняя толщина рейки ( b p ), нм Балл загрязненности оксидами строчечными 1 ТЦО на 900 °С, 5 циклов, выдержка 25 с, охлаждение в воде 2,5 96 5 2 ТЦО на 1000 °С, 5 циклов, выдержка 25 с, охлаждение в воде 10 206 3,5 3 Закалка с 900 °С, выдержка 30 мин, охлаждение в воде 18 230 3,5 4 Закалка с 1100 °С, выдержка 30 мин, охлаждение в воде 40 271 2 5 Закалка с 1200 °С, выдержка 30 мин, охлаждение в воде 65 341 0,5 Результаты исследования характеристик прочности представлены на рис. 2. Из приведен- ных зависимостей видно, что направление вырез- ки образцов из листовой заготовки не оказывает влияния на уровень характеристик прочности, а зависимость характеристик прочности от разме- ра аустенитного зерна имеет сложный характер (рис. 2). Зависимость предела текучести σ 0,2 от размера зерна аустенита и среднего поперечного размера рейки подчиняется закону Холла–Петча (σ 0,2 = 899 + 751 d а –1/2 ) при размере аустенитно- го зерна dа от 65 до 10 мкм и рейки мартенсита b р от 341 до 206 нм. При дальнейшем диспер- гировании структуры до наноуровня наблюда- ется отклонение от установленной линейной за- висимости. С ростом характеристик прочности разница между пределом прочности и пределом текучести уменьшается, что вызвано снижени- ем коэффициента деформационного упрочнения при диспергировании структуры. Данный факт обусловлен снижением получаемой при дефор- мировании плотности дислокаций из-за наличия большого количества их стоков – границ и суб- границ [9]. Следует отметить, что при диспергировании структуры закаленной системно-легированной стали 12Х2Г2НМФТ наилучшие характеристи- ки прочности наблюдаются в состоянии с са- мым мелким аустенитным зерном и с наименьшим размером пакетов и реек мартенсита. Исследование влияния дисперс- ности структуры закаленной стали 12Х2Г2НМФТ и направления воло- кон листовой заготовки на ударную вязкость (КСТ) (рис. 3) показало, что измельчение аустенитного зерна от 65 до 40 мкм на продольных образцах (см. рис. 1) не влияет на уровень КСТ. Разрушение в этом случае происходит поперек направления прокатки листа в условиях плоскодеформированного состояния (рис. 4, а ), а уменьшение размера аустенитного зерна менее 40 мкм вызывает рост уровня КСТ и реализацию условий плосконапря- женного состояния с образованием боковой утяжки (рис. 4, б ) [10]. Рис. 2. Зависимость характеристик прочности σ в , σ 0,2 и среднего поперечного размера рейки b р закаленной стали 12Х2Г2НМФТ от размера аустенитного зерна d а : сплошные линии – свойства, определенные на поперечных образцах; штриховые линии – свойства, определенные на продольных образцах