Прогнозування і контроль механічних властивостей високомарганцевих сталей за атомно-магнітним станом аустеніту

Abstract

UK: Мета роботи. Встановити кореляційний зв’язок між механічними властивостями високомарганцевих сталей і атомно-магнітним станом аустенітної матриці, який характеризується питомою парамагнітною сприйнятливістю χ0 аустеніту Методи дослідження. Випробування на розрив проводили на машині УРМ-50, межу міцності при розтягуванні на розрив, відносні подовження і звуження визначали відповідно до ГОСТ 1497-84. Мікротвердість вимірювали з використанням приладу ПМТ3 при навантаженні 50 г за стандартною методикою. Відносну зносостійкість К після ударно-абразивного зношування визначали в лабораторному кульовому млині. Визначення питомої парамагнітної сприйнятливості аустеніту (до механічних випробувань) здійснювали на магнітометричних терезах. Отримані результати. Виходячи з результатів експериментальних досліджень, встановлено наявність кореляції між механічними властивостями і питомою парамагнітною сприйнятливістю χ0 аустеніту, що дає можливість використовувати цю характеристику в якості ефективного критерію прогнозування і контролю механічних властивостей аустенітних сталей. Наукова новизна. Запропоновано й експериментально підтверджено ідею про зв’язок між механічними властивостями аустенітних сталей і попередньо сформованим атомно-магнітним станом аустенітної матриці. Постановка завдання. Переважну об’ємну частину сталей 100Г8Л, 110Г10Л становить парамагнітний аустеніт ( ≈ 99,93 %), а в сталі 110Г10Л його кількість досягає 100 %. Тому властивості цих сталей визначаються саме станом аустенітом та його перетвореннями. Аустеніт є парамагнетиком, який характеризується своєрідною електронною будовою, для якого надчутливим параметром є питома парамагнітна сприйнятливість χ0 (сумарний магнітний момент одиниці маси аустеніту при одиничному значенні магнітного поля). Пропонується дослідити вказані сталі з позицій атомно-магнітного стану аустенітної матриці. Практична цінність. Запропонована номограма «питома парамагнітна сприйнятливість аустеніту - механічні властивості», яка може бути використана у виробничих умовах для прогнозування і контролю механічних властивостей, а саме показників міцності і пластичності. EN: Purpose of the work. To establish a correlation between the mechanical properties of high-manganese steels and the atomic-magnetic state of the austenite matrix, which is characterized by the specific paramagnetic susceptibility χ0 of austenite. Research methods. Tensile tests were carried out on a URM-50 machine, tensile strength at break, elongation and contraction were determined in accordance with GOST 1497-84. Microhardness was measured using a PMT3 device at a load of 50 g according to the standard method. The relative wear resistance K after shock-abrasive wear was determined in a laboratory ball mill. The determination of the specific paramagnetic susceptibility χ0 of austenite (before mechanical tests) was carried out on a magnetometric balance. Results obtained. Based on the results of experimental studies, a correlation has been established between the mechanical properties and the specific paramagnetic susceptibility χ0 of austenite, which makes it possible to use this characteristic as an effective criterion for predicting and controlling the mechanical properties of austenitic steels. Scientific novelty. The idea of the relationship between the mechanical properties of austenitic steels and the preformed atomic-magnetic state of the austenitic matrix (parameter ) is proposed and experimentally confirmed. Formulation of the problem. The overwhelming bulk of steels 100Г8Л, 110Г10Л is paramagnetic austenite (99.93 %), and in steel 110Г10Л its amount reaches 100 %. Therefore, the properties of these steels are determined precisely by the state of austenite and its transformations. Austenite is a paramagnet, which is characterized by a peculiar electronic structure, for which the sensitive parameter is the specific paramagnetic susceptibility χ0 (the total magnetic moment per unit mass of austenite at a unit value of the magnetic field). It is proposed to investigate these steels from the standpoint of the atomic-magnetic state of the austenitic matrix. Practical value. A nomogram «specific paramagnetic susceptibility χ0 of austenite – mechanical properties» is proposed, which can be used in production conditions to predict and control the mechanical properties of austenitic steels, namely, strength and ductility.