ДОСЛІДЖЕННЯ ФАЗОВИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ АУСТЕНІТНОЇ СТАЛІ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧНОГО ПЛАНУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТУ В ПРОЦЕСІ СТАРІННЯ

Abstract

Анотація. Досліджені процеси структуроутворення в аустенітній сталі. На прикладі закономірностей фазових перетворень обґрунтована можливість значного скорочення матеріальних витрат на отримання експериментальних залежностей механічних властивостей від режимів термічної обробки. Побудовані адекватні математичні моделі фізичних процесів при старінні сталі. Для побудови моделей використані три різних метода: метод обробки експериментальних результатів кубічним сплайном VDSP3; метод обробки з використанням математичного пакету функціонального програмування WolframMathematica; і метод симплекс планів Шеффе. Порівняльний аналіз зазначених способів математичної обробки показав придатність і можливість їх використання для візуалізації процесів старіння сталей. Обчислені коефіцієнти поліномів другого, неповного четвертого та четвертого ступеня і критерії Стьюдента. Визначені довірчі інтервали розрахунків значень механічних властивостей сталі. Встановлена і проаналізована стадійність фазових перетворень при ізотермічній витримці. Старіння відбувається у три стадії: на першій розвиваються процеси зміцнення, за рахунок формування сегрегацій передвиділення зміцнюючої фази; на другій стаді відбувається максимальне зміцнення, формуються частки зміцнюючої фази, які когерентно пов’язані з аустенітною матрицею; на третій стадії, за рахунок активізації дифузійних процесів і перерозподілу легуючих елементів відбувається перестарення, яке призводить до зниження міцності сталі і підвищення ударної в’язкості. Визначені температурно-часові інтервали кожної стадії старіння. Побудовані геометричні моделі у вигляді контурних карт ізоліній твердості і ударної в’язкості, за якими досить просто назначати режими термічної оброки для досягнення потрібного комплексу механічних властивостей. Розроблені практичні рекомендації щодо отримання потрібного комплексу механічних властивостей аустенітної сталі.