OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 305 MATERIAL SCIENCE тура завершения мартенситного превращения (Mf) высоколегированных мартенситных сталей ниже температуры окружающей среды и остаточный аустенит объективно всегда присутствует в стали. Из анализа обзорных работ [55–59] можно сделать вывод, что криогенная обработка вызывает благоприятные изменения в микроструктуре низкоуглеродистых цементированных, высокоуглеродистых сталей, приводящие к повышению твердости и улучшению износостойкости. Эти улучшения объясняются несколькими факторами. Большинство исследований связывают улучшение характеристик со снижением содержания остаточного аустенита (γ-фазы) и увеличением количества карбидов. Другие исследования также подчеркивают измельчение мартенсита с большей плотностью дислокаций и мелким двойникованием, образование вторичных карбидов и установление более однородного распределения наноразмерных переходных преципитатов. Однако конкретные механизмы, определяющие эти улучшения, и их степень варьируются в зависимости от состава материала и параметров обработки. В то же время отметим, что согласно обзорной работе [58] на криогенную обработку стали существенно влияют схемы технологического процесса криогенной обработки. Существует дискуссия о последовательности термической обработки и ее влиянии на результат окончательной обработки. Использовались различные последовательности [58]. Наиболее часто применялся «классический» режим с криогенной обработкой после закалки и перед отпуском – последовательность А. Однако есть и другие последовательности: B – последовательность без отпуска после КИ; C – последовательность с многократным последующим закаливанием и КИ перед отпуском; D – последовательность с прерывистым охлаждением или предварительным старением перед КИ; E – последовательность с КИ после отпуска; F – последовательность с предварительным отпуском, КИ и последующим отпуском; G – последовательность с несколькими циклами КИ/отпуска. Они оказывают сильное влияние на содержание остаточного аустенита. Время погружения в криогенную среду является вторым по значимости параметром (после температуры криогенной среды), влияющим на микроструктуру и свойства металлов. Скорость охлаждения – третий по значимости параметр, влияющий на микроструктуру и механические свойства материалов (9,34…14 % изменений) [58]. Четвертый параметр – время выдержки в криогенной среде. Применительно к нашим результатам все эти факторы мы не учитывали при проведении исследований, что позволяет нам в будущем провести комплексное исследование по этим параметрам. В то же время, анализируя работы [56, 57], можно с уверенностью сказать, что выдержка в криогенной среде 10 часов в наших экспериментах не дала положительного прироста эффекта снижения остаточного аустенита и прироста твердости по причине прекращения эксперимента с нашей стороны. Однако, как показывают результаты работы [56], быстрый прирост твердости на 1-2 единицы по шкале HRC происходил в первые 2…5 часов, далее идет медленное нарастание твердости, т. е. в наших исследованиях необходимо было увеличить выдержку до 15…42 часов как минимум [56]. В работе [56] даны рекомендации по времени выдержки, скорости погружения и температуре криогенной среды для различных типов сталей, что дает нам возможность в дальнейшем проверить эти рекомендации. В ряде обзорных статей [55–59] за последние примерно два десятилетия авторы обсуждали влияние криогенной обработки на различные металлы и материалы. Несмотря на значительный объем исследований, подтверждающих преимущества криогенной обработки, сохраняется необходимость в комплексных исследованиях именно в способах поверхностной цементации, где пока недостаточно экспериментальных исследований. Большая часть работ в области поверхностного упрочнения с использованием концентрированных источников нагрева [8–22] направлена на повышение твердости и износостойкости стали. Одна из главных проблем традиционной термообработки сталей путем закалки и отпуска – содержание остаточного аустенита (γR), который является мягким, нестабильным при низких температурах и в процессе эксплуатации превращается в хрупкий мартенсит. Роль остаточного аустенита в процессе трения еще до конца не изучена, и какой процент – 1, 10, 20, 25 % – благоприятно влияет на повы-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1