Abstract

The relevance. Improving the mechanical properties of steels makes it possible to increase the service life of machine parts, which is an important task in materials science. One of the promising directions in its solution is to obtain in steel a multiphase structure, one of the main components of which is metastable austenite, which undergoes a dynamic deformation martensitic transformation (DDMT) - self-hardening effect under loading (SHL). Methods providing the required structure are isothermal and step quenching. However, at present, when they are carried out for cooling from the austenitizing temperature and holding at the constant temperature used non-environmentally friendly substances: heated oil, molten salts or alkalis. In this regard the actual problem is the exclusion of them from the technological process. The possibility of solving this problem on several steels has shown.
 Purpose is to show the possibility of increasing the mechanical properties of the studied steels 30ХГСА, 38ХС, 45Г, 40ХН, 10Г12, 60Х18 by using rational modes of an environmentally friendly method of steels quenching (isothermal - for low-alloyed and step - for high-alloyed) due to obtaining in their structure along with other components of metastable residual austenite and the implementation of the SHL effect.
 Research methods. Samples of the investigated steels after austenitization (in some cases with holding in IСIT) were cooled in water to the temperature of lower bainite formation (isothermal quenching) or stabilization of supercooled austenite to martensitic transformation upon cooling (step quenching), after which they were kept in a furnace and cooled in air to room temperature. Durometric, metallographic and X-ray research methods were used. The tensile properties and impact strength were determined. These properties were compared with those obtained for the studied steels after a typical heat treatment, including quenching in oil and tempering.
 Results. It is shown that isothermal and step quenching of the investigated steels without the use of non-environmentally friendly substances, carried out according to rational modes, makes it possible to increase the mechanical properties in comparison with their level after the commonly used quenching in oil (fire hazard, the vapors are cancerogenic) and tempering. This is achieved by obtaining a multiphase structure with metastable austenite.
 Scientific novelty. It is proposed to obtain a multiphase structure with metastable austenite in them to improve the mechanical properties of the studied steels by conducting isothermal and step quenching in an environmentally friendly way without using heated oil, molten salts or alkalis.
 Practical value. For the studied steels the modes of isothermal and step quenching are determined in an environmentally friendly way, which make it possible to increase the mechanical properties in comparison with the level achieved by quenching and tempering. Wherein in contrast to a similar typical quenching method are excluded the costs of purchasing salts or alkalis, their disposal and washing of products from them. Compared to quenching and tempering, the new method does not require the use of oil and tempering. The latter improves ecology and reduces energy consumption during heat treatment.

Highlights

  • Обеспечивающих получение в структуре сталей наряду с другими составляющими метастабильного аустенита в структуре, регулирования его количества и стабильности по отношению к динамическое деформационное мартенситное превращение (ДДМП) для его оптимизации применительно к условиям нагружения и получения повышенного уровня механических свойств, являются изотермическая и ступенчатая закалка

  • Рассмотрим влияние изотермической закалки стали 30ХГСА по новому способу из МКИТ на ее микроструктуру

  • По сравнением с улучшению по типовой технологии изотермическая закалка из МКИТ по рациональному режиму обеспечивает более высокий уровень механических свойств

Read more

Summary

ТЕХНОЛОГІЇ ОТРИМАННЯ ТА ОБРОБКИ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

В. ПОВЫШЕНИЕ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ ЭКОЛОГИЧНЫМ СПОСОБОМ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ И СТУПЕНЧАТОЙ ЗАКАЛКИ. Цель работы – показать возможность повышения механических свойств исследованных сталей 30ХГСА, 38ХС, 45Г, 40ХН, 10Г12, 60Х18 применением рациональных режимов экологичного способа закалки сталей (изотермической – для низколегированных и ступенчатой – для высоколегированных) за счет получения в их структуре наряду с другими составляющими метастабильного остаточного аустенита и реализации эффекта СЗН. Что изотермическая и ступенчатая закалка исследованных сталей без использования неэкологичных веществ, проведенная по рациональным режимам, позволяет повысить механические свойства по сравнению с их уровнем после обычно применяемой закалки в масле (пожароопасно, пары концерогенны), и отпуска. Предложено для повышения механических свойств исследованных сталей получать у них многофазную структуру с метастабильным аустенитом проведением изотермической и ступенчатой закалки экологичным способом без использования нагретого масла, расплавов солей или щелочей. Для исследованных сталей определены режимы изотермической и ступенчатой закалки экологичным способом, позволяющие повысить механические свойства по сравнению с уровнем, достигаемым закалкой и отпуском. Ключевые слова: экологичный способ закалки, мартенсит, нижний бейнит, карбиды, метастабильный остаточный аустенит, самозакалка при нагружении, механические свойства

Введение ческих процессов являются важными требованиями к
Анализ публикаций по теме работы
Методы и материалы
Результаты исследований и их обсуждение
Список литературы
Results
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call