Використання фазових перетворень в евтектичних карбідах для підвищення пластичності сталей та чавунів

T. M. Myronova

Анотація


Постановка проблеми. Дослідження фазових перетворень у карбідах швидкорізальної сталі та білого чавуну  необхідне для зміни структури їх евтектичної складової, а саме, порушення мононолітної будови цементитного каркаса ледебуритних колоній і суцільності евтектичної сітки, а також зміни її розташування на більш сприятливе з погляду пластичної деформації. Матеріал і методика досліджень. Як матеріали використовували швидкорізальні сталі та доевтектичні білі чавуни з різним умістом вуглецю 2,92…3,35 %, а також із додатковим легуванням хромом, молібденом, вольфрамом, ванадієм. Сплави піддавали попереднім відпалам за температур 1 000…1 220 ˚С та випробували на гаряче кручення. Інформацію про структурні та фазові зміни отримували методами оптичної та електронної мікроскопії, використовуючи мікроскопи "AXIOMAT" та "JSM−35". Мікрорентгеноспектральний та рентгеноструктурний аналіз проводили за допомогою аналізатора "САМЕBАCS" та дифрактометра ДРОН−3,0 УМ. Результати досліджень.
Показано, що під час легування залізовуглецевих сплавів карбідотвірними елементами в їх структурі утворюються евтектики на базі метастабільних карбідів складного вмісту. У цих карбідах за теплової дії відбуваються фазові перетворення, направлені на перехід у більш стабільний стан. Такі переходи можна умовно поділити на два види: трансформація метастабільних карбідів у стабільні, розпад пересичених твердих розчинів на основі карбідів. Пластичність сплавів карбідного класу в більшості випадків залежить від поведінки евтектичної складової в процесі деформації і, головним чином, від структурних і фазових перетворень у крихких карбідах. Практична значимість. Використання ефекту дактилювання в економно легованому чавуні дозволяє проводити обробку тиском у промислових умовах, наприклад куванням або прокатуванням. Висновки. Утворення субзеренних і міжфазних границь полегшує їх подрібнення у процесі деформації. Проте міра завершеності фазових перетворень і природа меж фаз, що утворюються, вносять істотні корективи у поведінку карбідів під час деформації. Виділення надлишкових карбідів ванадію з пересиченого карбіду заліза в білих чавунах інтенсифікується безпосередньо в процесі гарячої деформації, що зумовлює пластичну течію цементиту і підвищення пластичності чавуну.


Ключові слова


метастабільні карбіди; фазові перетворення; гаряче деформування; сталі карбідного класу; білі чавуни; підвищення пластичності

Повний текст:

PDF

Посилання


Таран-Жовнир Ю. Н. Строение эвтектик и создание новых сплавов эвтектического типа / Ю. Н. Таран-Жовнир // Сучасне матеріалознавство ХХІ сторіччя. – Київ, 1998. – С. 176 – 197.

Дзугутов М. Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов : монография / М. Я. Дзугутов. – Москва : Металлургия, 1990. – 302 с.

Фирстов С. А. Титановые «чугуны» и титановые «стали» / С. А. Фирстов, С. В. Ткаленко, Н. Н. Кузьменко // Металловедение и термическая обработка металлов. – Москва, 2009. – № 1. – С. 14–29.

Щербединский Г. В. Чугун как перспективный материал ХХl столетия / Г. В. Щербединский // Металловедение и термическая обработка металлов. – Москва, 2005. – № 7. – С. 83–93.

Mittemeijer Eric J. Fundamentals of Materials Science / Eric J. Mittemeijer // Springer. − 2011. − 500 p.

Таран Ю. Н. О структуре эвтектик в металлических сплавах / Ю. Н. Таран // Структура металлических сплавов. – Киев : Наукова думка, 1966. – С. 91–102.

Структура эвтектических сплавов : монография / [Ю. Н. Таран, В. И. Мазур]. − Москва : Металлургия, 1978.− 311 с.

Таран Ю. Н. Карбидные превращения в литой стали Р6М5 при высокотемпературной обработке / Ю. Н. Таран, П. Ф. Нижниковская, О. Н. Гришина, Г. Ф. Демченко // Металловедение и термическая обработка металлов. – Москва, 1976. – № 2. – С. 37–40.

Баранов С. А. Ковка чугуна / С. А. Баранов // «Сообщения Всесоюзного института металлов». − 1931. − № 8. − С. 12–14.

Giesserei: monograph / H. Nipper, E. Piwowarsky. − 1941. – № 28. − 305 p.

Carbide Transformations Eutectic Cementite During The Hot Working of Chromium Vanadium Alloid White Irons: monograph / [P. F. Nichnicovskaya, T. M. Mironova, Yu. N. Taran] // The Minerals & Metals Society. – Pittsburg, 1993. – 51 p.

Миронова Т. М. Управление формированием структуры в белых ледебуритных чугунах на различных этапах деформационного передела / Т. М. Миронова, М. М. Рябчий // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2008. – № 4. – С. 79–81.

Структура и свойства деформируемых чугунов : монография / [Т. М. Миронова, В. З. Куцова]. – Днепропетровск : Дриант, 2009. – 190 с.


Пристатейна бібліографія ГОСТ