Повышение механических свойств рессорно-пружинных сталей получением многофазной структуры с метастабильным аустенитом

Abstract

RU: Цель работы. Повысить прочностные свойства или пластичность и ударную вязкость сталей 60С2А, 60С2ХФА, 65Г после термообработки с нагревом в межкритический интервал температур за счет получения многофазной структуры с метастабильным аустенитом, претерпевающим динамическое деформационное мартенситное превращение при нагружении. Методы исследования. Дюрометрический, металлографический и рентгеновский методы исследования. Определение механических свойств при растяжении (ГОСТ 1497-84) и ударной вязкости (ГОСТ 9454-78). Полученные результаты. Закалка из МКИТ и низкий отпуск или изотермическая закалка при рациональных термовременных режимах их проведения позволяют получить в исследованных сталях дисперсную многофазную структуру с метастабильным Закалка из МКИТ и низкий отпуск или изотермическая закалка при рациональных термовременных режимах их проведения позволяют получить в исследованных сталях дисперсную многофазную структуру с метастабильным остаточным аустенитом. Это обеспечивает исследованным сталям в одних случаях уровень механических свойств, соответствующий высокопрочному состоянию, в других – повышенную пластичность и ударную вязкость при таких же (в ряде случаев более высоких) прочностных свойствах, как у среднеуглеродистых сталей после улучшения. В зависимости от требуемых механических свойств, количеством и стабильностью остаточного аустенита по отношению к ДДМП необходимо управлять, оптимизируя их для каждого конкретного случая. Изотермическую закалку целесообразно проводить экологически чистым способом, осуществляя после аустенитизации охлаждение до температуры изотермы в воде, выдержку при ней – в печи с последующим охлаждением на воздухе. В ряде случаев после нагрева и выдержки в МКИТ следует перед охлаждением кратковременно нагреть сталь в аустенитную область. Научна новизна. Показана целесообразность создания многофазной структуры с метастабильным аустенитом в сталях 60С2А, 60С2ХФА, 65Г применением термообработки с нагревом в межкритический интервал температур. Это позволяет при определенных режимах термообработки в одних случаях получить механические свойства, соответствующие высокопрочному состоянию, в других – достичь более высокого уровня пластичности и ударной вязкости, чем у улучшаемых сталей, при таких же, как у них, или даже более высоких прочностных свойствах. Практическая ценность. Повышение прочностных свойств или пластичности и ударной вязкости рессорно-пружинных сталей 60С2А, 60С2ХФА, 65Г после термообработки с нагревом в МКИТ за счет получения многофазной структуры с метастабильным аустенитом, претерпевающим ДДМП при нагружении, что позволяет расширить области применения этих сталей. UK: Мета роботи. Підвищити властивості міцності або пластичність та ударну в’язкість сталей 60С2А, 60С2ХФА, 65Г після термообробки з нагрівом в міжкритичний інтервал температур за рахунок одержання багатофазної структури з метастабільним аустенітом, який зазнає динамічного деформаційного мартенситного перетворення при навантаженні. Методи дослідження. Дюрометричний, металографічний та рентгенівський методи дослідження. Визначення механічних властивостей при розтягуванні (ГОСТ 1497-84) та ударної в’язкості (ГОСТ 9454-78). Одержані результати. Гартування із МКІТ та низький відпуск або ізотермічне гартування при раціональних термочасових режимах їх проведення дозволяють одержати в досліджених сталях дисперсну багатофазну структуру з метастабільним залишковим аустенітом. Це забезпечує досліджуваним сталям в одних випадках рівень механічних властивостей, який відповідає високоміцному стану, в інших – підвищену пластичність та ударну в’язкість при таких само (в низці випадків більш високих) властивостях міцності, як у середньовуглецевих сталях після поліпшення. Залежно від механічних властивостей, що вимагаються, кількістю та стабільністю залишкового аустеніту щодо відносно ДДМП необхідно керувати, оптимізуючи їх для кожного конкретного випадку. Ізотермічне гартування доцільно проводити екологічно чистим способом, здійснюючи після аустенітизації охолодження до температури ізотерми у воді, витримку при цьому у печі з подальшим охолодженням на повітрі. В низці випадків після нагріву та витримки в МКІТ треба перед охолодженням короткочасно нагріти сталь в аустенітну область. Наукова новизна. Показана доцільність створення багатофазної структури з метастабільним аустенітом в сталях 60С2А, 60С2ХФА, 65Г застосуванням т е рм о о б р об к и з нагріванням в міжкритичний інтервал температур (МКІТ). Це дозволяє при певних режимах термообробки в одних випадках отримати механічні властивості, які відповідні високоміцному стану, в інших – досягти більш високого рівня пластичності та ударної в’язкості, ніж у поліпшуваних сталей, при таких самих як у них або навіть більш високих властивостях міцності. Практична цінність. Підвищення властивостей міцності або пластичності й ударної в’язкості ресорно-пружинних сталей 60С2А, 60С2ХФА, 65Г після термообробки з нагріванням в МКІТ за рахунок одержання багатофазної структури з метастабільним аустенітом, який зазнає ДДМП при навантаженні, що дозволяє розширити галузі використання цих сталей. EN: Purpose. To improve the strength properties or ductility and toughness of steels 60C2A, 60C2ХФA, 65Г after heat treatment with heating in the intercritical temperature range due to obtaining a multiphase structure with metasta-ble austenite undergoing dynamic deformation martensitic transformation under loading. Research methods. Durometric, metallographic and X-ray methods of research. Determination of tensile proper¬ties (ГОСТ 1497-84) and impact strength (ГОСT 9454-78). Obtained results. Quenching from intercritical temperature range and low tempering or isothermal quenching under rational thermal-time regimes allow to obtain a dispersed multiphase structure with metastable residual austenite in the studied steels. This provides the investigated steels in some cases, the level of mechanical properties corresponding to high strength, in others – increased ductility and toughness with the same (in some cases, higher) strength properties, as in medium carbon steels after improvement. Depending on the required mechanical properties, the amount and stability of residual austenite with respect to DDMT must be controlled, optimizing them for each specific case. It is advisable to carry out isothermal hardening in an environmentally friendly way, after austenitization, cooling to isotherm temperature in water, holding it in an oven, followed by air cooling. In some cases, after heating and holding in the intercritical temperature range, the steel should be briefly heated to the austenitic region before cooling. Scientific novelty. The feasibility of creating a multiphase structure with metastable austenite in steels 60C2A, 60C2ХФA, 65Г using heat treatment with heating in the intercritical temperature range is shown. This allows, under certain heat treatment conditions, in some cases, to obtain mechanical properties corresponding to a high strength state, in others – to achieve a higher level of ductility and toughness than that of improved steels, with the same or even higher strength properties. Practical value. Increasing the strength properties or ductility and toughness of spring steels 60C2A, 60C2ХФA, 65Г after heat treatment with heating in intercritical temperature range by obtaining a multiphase structure with metastable austenite undergoing DDMT under loading, which allows expanding the areas of application of these steels.