Вплив вуглецю і негативної температури на фізико-механічні і експлуатаційні властивості аустенітної високомарганцевої сталі

Abstract

UK: Мета роботи. Полягає у встановленні впливу вуглецю і марганцю, концентрацій модифікаторів, температури випробувань на фізико-механічні властивості і зносостійкість аустенітної високомарганцевої сталі Г13Л. Методи дослідження. Визначення ударної в'язкості проводили на маятниковому копрі МК-30А, мікротвердості – на приладі ПМТ-3. Для визначення щільності був застосований метод гідростатичного зважування. Мікроструктурний аналіз та дослідження неметалевих включень проводили на металографічному та електронному мікроскопах. Корозійну стійкість визначали в модельному середовищі з pH9, що відповідало виробничим умовам збагачувальних процесів чорної і кольорової металургії. Отримані результати. Встановлено, що найкращі показники властивостей сталі 110Г13Л забезпечуються при середніх значеннях концентрацій вуглецю і марганцю в межах стандарту. Для деталей, які працюють при низьких ударних навантаженнях, доцільним є застосування аустенітних зносостійких сталей з концентраціями марганцю на нижньому, а вуглецю на верхньому рівнях в межах стандартного хімічного складу. Наукова новизна. Уточнені і отримані нові залежності впливу вуглецю, модифікування на структуру, неметалеві включення і фізико-механічні властивості високомарганцевої сталі. Межа міцності сталі з підвищенням вмісту вуглецю монотонно зростає, а залежності, що описують змінення показників пластичності, ударної в’язкості і твердості мають екстремальний характер. Практична цінність. Запропоновано раціональний метод модифікування для підвищення експлуатаційних характеристик сталей. Досліджено вплив температури випробувань на ударну в’язкість сталі при зміненнях концентрацій вуглецю, як основного показника надійності роботи деталей машин при низьких температурах. EN: Purpose. It consists in determining the influence of carbon and manganese, concentrations of modifiers, test temperatures on the physical and mechanical properties and wear resistance of austenitic highmanganese steel Г13Л. Research methods. Determination of impact viscosity was carried out on the MK-30A pendulum probe, microhardness – on the PMT-3 device. The hydrostatic weighing method was used to determine the density. Microstructural analysis and study of non-metallic inclusions were carried out using metallographic and electron microscopes. Corrosion resistance was determined in a model environment with pH9, which corresponded to the production conditions of beneficiation processes of ferrous and non-ferrous metallurgy. Results. It was established that the best indicators of the properties of steel 110 Г13Л are provided at average values of carbon and manganese concentrations within the standard. For parts that work under low shock loads, it is advisable to use austenitic wear-resistant steels with lower manganese concentrations and higher carbon concentrations within the standard chemical composition. Scientific novelty. New dependences on carbon influence, structural modification, non-metallic inclusions, and physical and mechanical properties of high-manganese steel were clarified and obtained. The strength limit of steel increases monotonically with increasing carbon content, and the dependences describing changes in plasticity, impact toughness, and hardness are extreme in nature. Practical value. A rational method of modification to improve the operational characteristics of steels is proposed. The influence of the test temperature on the impact toughness of steel with changes in carbon concentrations was studied, as the main indicator of the reliability of machine parts at low temperatures.