ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫPrint ISSN: 1994-6309 Online ISSN: 2541-819X
Введение. В данной статье исследуется влияние деформационной термоциклической обработки (ДТЦО) и последующей нормализации на механические свойства и микроструктуру низкоуглеродистой стали марки 10. Низкоуглеродистые стали широко применяются в машиностроении благодаря высокой пластичности, однако традиционные методы термической обработки слабо влияют на их прочность. Сталь марки 10, с несколько повышенным содержанием углерода, более восприимчива к термообработке, что позволяет оптимизировать соотношение прочности и пластичности. Цель работы: определить оптимальные параметры ДТЦО и нормализации для достижения наилучшего сочетания механических свойств листовой стали марки 10. В работе исследованы образцы стали 10, произведенной на ОАО «НКМК». Методы исследования. Анализ химического состава выполнялся с использованием эмиссионного спектрометра ARL 4460. Образцы подвергались циклической ковке (ДТЦО) на гидравлическом прессе, а затем прокатке до толщины 3 мм. Механические свойства (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение) определялись на испытательной машине Instron 3369. Результаты и обсуждение. Результаты показали, что ДТЦО приводит к измельчению зерна и снижению текстуры, что улучшает пластичность. Оптимальная температура нормализации составляет 900 °С, она обеспечивает наилучшее соотношение прочности и пластичности как для традиционно обработанной, так и для обработанной ДТЦО стали. При этом ДТЦО незначительно повышает прочность, но существенно увеличивает относительное удлинение (на 15 %) и относительное сужение (на 11 %). Последующая нормализация стали, подвергнутой ДТЦО, значительно повышает пластичность (более чем на 50 %) при умеренном снижении прочности. Полученные данные позволяют оптимизировать технологический процесс для достижения желаемого баланса свойств.
Прудников Александр Николаевич
Галачиева Светлана Владимировна
Абсадыков Бахыт Нарикбаевич
Шарипзянова Гюзель Харрясовна
Цыганко Елена Николаевна
Иванцивский Владимир Владимирович
1. Prudnikov A.N., Prudnikov V.A. Hardening low carbon steel 10 by using of thermalcyclic deformation and subseauent heat treatment // Materials Science. Noneguilibrium Pahse Transformations. – 2016. – Vol. 2 (4). – P. 10–13.
2. Prudnikov A.N., Popova M., Prudnikov V.A. Influence of thermal-cyclic deformation and hardening heat treatment on the structure and properties of steel 10 // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 788. – P. 187–193. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.788.187.
3. Automation of failure forecasting on the subsystems of the railway transport complex in order to optimize the transportation process as a whole / M.V. Konstantinova, A.A. Olentsevich, V.Y. Konyukhov, E.A. Guseva, V.A. Olentsevich // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 1064 (1). – P. 012020. – DOI: 10.1088/1757-899X/1064/1/012020.
4. Ardashkin I.B., Yakovlev A.N., Martyushev N.V. Evaluation of the resource efficiency of foundry technologies: methodological aspect // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 1040. – P. 912–916. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1040.912.
5. Konyukhov V.Yu., Permyakova D.N., Oparina T.A. Numerical simulation of the size, quantity and shape of non-metallic inclusions in rails // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – 2032 (1). – P. 012071. – DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012071.
6. Research and analysis of the low-temperature potential of heat networks / A.G. Batukhtin, M.V. Kobylkin, Y.O. Rikker, S.G. Batukhtin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 791 (1). – P. 012039. – DOI: 10.1088/1757-899X/791/1/012039.
7. Martyushev N.V., Petrenko Y.N. Effects of crystallization conditions on lead tin bronze properties // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 174–178. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.880.174.
8. Martyushev N.V. Alignment of the microstructure of castings from the heterophase lead bronzes // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 163–167. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.880.163.
9. The influence of non-vacuum electron-beam facing on the structure of Ti–Ta layers formed on the surface of VT1-0 alloy / V.V. Samoylenko, O.G. Lenivtseva, I.A. Polyakov, I.S. Laptev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 124 (1). – P. 012117. – DOI: 10.1088/1757-899X/124/1/012117.
10. Татаурова Э.В. Влияние термоциклической обработки на структуру и свойства углеродистых сталей // Металлы. – 2002. – № 1. – С. 82–87.
11. Plotnikova N.V., Skeeba V.Y. Formation of high-carbon abrasion-resistant surface layers when high-energy heating by high-frequency currents // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 156. – P. 012022. – DOI: 10.1088/1757-899X/156/1/012022.
12. Nekrasova T.V., Melnikov A.G., Martyushev N.V. Creation of ceramic nanocomposite material on the basis of ZrO2-Y2O3-Al2O3 with improved operational properties of the working surface. // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 379. – P. 77–81. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.379.77.
13. Skeeba V.Yu., Ivancivsky V.V., Martyushev N.V. Numerical simulation of temperature field in steel under action of electron beam heating Source // Key Engineering Materials. – 2016. – Vol. 712. – P. 105–111. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.712.105.
14. Enhancing aerodynamic efficiency in solid fuel plasma preparation for power plants / A.G. Batukhtin, E.A. Makhov, M.S. Bass, S.G. Batukhtin // International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. – 2023. – Vol. 15 (57). – P. 351–361.
15. Konyukhov V.Y., Permyakova D.N., Oparina T.A. Perspective for the use of industrial waste in lubricating compositions to reduce wear in friction pairs // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2061. – P. 012046.
16. Batukhtin A. Obtaining a solution of a differential equations system for determining the heat networks retention // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. – 2018. – Vol. 9 (7). – P. 1300–1320.
17. Green building as a tool of energy saving / A.M. Gladkih, V.Yu. Konyuhov, I.I. Galyautdinov, E.I. Shchadova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – Vol. 350. – P. 012032.
18. Calculations of efficiency in implementing progressive mold forming methods / V.Yu. Konyuhov, A.M. Gladkih, I.I. Galyautdinov, E.I. Shchadova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 760. – P. 012027.
19. Comparative metallographic analysis of the structure of St3 steel after being exposed to different ways of work-hardening / A.E. Balanovsky, M.G. Shtayger, M.V. Grechneva, V.V. Kondrat'ev, A.I. Karlina // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 411. – P. 012012.
20. Formation and utilization of nanostructures based on carbon during primary aluminum production / V.V. Kondrat’ev, V.A. Ershov, S.G. Shakhrai, N.A. Ivanov, A.I. Karlina // Metallurgist. – 2016. – Vol. 60 (7–8). – P. 877–882.
Благодарности
Исследования выполнены на оборудовании ИЦ «Проектирование и производство высокотехнологичного оборудования» и ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов».
Влияние деформационной термоциклической обработки и нормализации на механические свойства листовой стали 10 / А.Н. Прудников, С.В. Галачиева, Б.Н. Абсадыков, Г.Х. Шарипзянова, Е.Н. Цыганко, В.В. Иванцивский // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 1. – С. 192–202. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.1-192-202.
Prudnikov A.N., Galachieva S.V., Absadykov B.N., Sharipzyanova G.Kh., Tsyganko E.N., Ivancivsky V.V. Effect of deformation thermocyclic treatment and normalizing on the mechanical properties of sheet Steel 10. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2025, vol. 27, no. 1, pp. 192–202. DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.1-192-202. (In Russian).
