Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 42 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 4. Макростроение изломов стали 12Х2Г2НМФТ после испытаний на ударную вязкость (КСТ) про- дольных ( а , б ) и поперечных ( в , г ) образцов, ×5: а , в – d а = 65 мкм; б , г – d а = 2,5 мкм Исследование микромеханизмов разруше- ния продольных образцов после испытаний на КСТ исследуемой стали выявило, что основным элементом структуры излома стали с размером аустенитного зерна от 65 до 10 мкм и размером рейки от 341 до 206 нм является фасетка квази- скола (рис. 5, а ). При получении наноструктур- ного состояния пакетного мартенсита с размером аустенитного зерна 2,5 мкм и размером рейки 96 нм происходит смена микромеханизма разру- шения с квазискола на вязкий (рис. 5, б ). Уровень КСТ закаленной стали 12Х2Г2НМФТ, полученной на поперечных образцах (рис. 1), на которых разрушение при испытаниях проходило вдоль волокна листа, при диспергировании структуры сни- жается (рис. 3, б ). Микрофрактографический анализ показал, что в состоянии после закалки с 1200 °С ста- ли 12Х2Г2НМФТ, где наблюдается высокий уровень КСТ, в структуре плоской части из- лома обнаруживается небольшое количество канавок – 3 % площади (рис. 5, в ), которые вы- тянуты вдоль направления разрушения. В со- стоянии после термоциклической обработки на 900 °С, где низкий уровень КСТ, доля про- дольных канавок в изломе составляет уже 17 % площади излома (рис. 5, г ). По-видимому, обна- руженные канавки сформированы при разруше- нии на месте вытянутых при прокатке в строчки неметаллическихвключений (преимущественно оксидов). Доля канавок в изломе увеличивается при диспергировании структуры, что хорошо соотносится с изменением уровня ударной вяз- кости КСТ: уменьшение доли канавок в изломе сопровождается снижением уровня ударной вязко- сти КСТ (рис. 3). Обнаруженная тенденция изменения зна- чений ударной вязкости КСТ поперечных об- разцов вызвана тем, что методика получения аустенитного зерна различного размера связана с термической обработкой при различных тем- пературах (см. таблицу), причем аустенитное зерно выращивали путем увеличения температу- ры обработки, что сопровождается растворением Рис. 3. Зависимость характеристик ударной вязко- сти (КСТ) и доли продольных канавок в изломе стали 12Х2Г2НМФТ в зависимости от размера аустенитного зерна d а : сплошные линии – свойства, определенные на поперечных образцах; штриховые линии – свойства, определенные на про- дольных образцах