Малинов, Л. С.Малинов, В. Л.Бурова, Д. В.Малінов, Л. С.Малінов, В. Л.Бурова, Д. В.Malinov, L.Malinov, V.Burova, D.2026-03-122026-03-122021https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27355Малинов Л. С. Повышение свойств сталей получением в их структуре наряду с другими составляющими метастабильного аустенита и последующим упрочнением / Л. С. Малинов, В. Л. Малинов, Д. В. Бурова // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2021. – № 2. – С. 32-41.RUS: Актуальность работы. Повышение механических свойств сталей и их износостойкости позволяет увеличить эксплуатационную стойкость деталей машин, что является важной задачей материаловедения. Одним из перспективных направлений в ее решении являются технологии комбинированной обработки, основанные на принципе получения у них разнообразными способами структуры, содержащей наряду с другими составляющими (мартенситом различных типов, нижним бейнитом, в ряде случаев карбидами) повышенного количества (≥25%) метастабильного аустенита, и последующим упрочнением. При этом некоторое количество аустенита превращается в мартенсит деформации, а сохранившаяся часть претерпевает динамическое деформационное мартенситные превращение (ДДМП) – эффект самозакалки при нагружении (СЗН). Комбинированные технологии обработки включают термическое (в ряде случаев химико-термическое) и деформационные воздействия на металл, осуществляемые в различных сочетаниях и последовательности Технологии обработки для получения в структуре сталей повышенного количества метастабильного аустенита могут включать: выдержку в межкритическом интервале температур (МКИТ) при различных способах закалки, пластическую деформацию, стабилизирующую аустенит по отношению к образованию мартенсита охлаждения, термоциклирование и др. Упрочнение сталей, имеющих в структуре повышенное количество метастабильного аустенита, осуществляется холодной пластической деформацией, после которой в ряде случаев проводится отпуск, а также обработками с использованием источников концентрированной энергии (лазерная, электронно-лучевая). Однако, в настоящее время рассматриваемый принцип и реализующие его технологии комбинированной обработки не применяются в промышленности. Это исключает использование метастабильного аустенита, являющегося внутренним ресурсом самого материала, и его трансформацию при нагружении, повышающую его способность к самозащите от разрушения в процессе испытаний свойств и эксплуатации. В связи с этим целесообразным является внедрение в практику предложенных технологий комбинированной обработки, что обеспечит ресурсосбережение. В работе на ряде сталей показана их эффективность. Цель работы – показать возможность повышения у исследованных сталей механических свойств или износостойкости применением технологий комбинированной обработки, основанных на принципе, предусматривающем получение в их структуре повышенного количества метастабильного аустенита и последующее упрочнение, сохраняющее возможность ДДМП и реализацию эффекта СЗН. Методы исследования. Применялись дюрометрический, металлографический и рентгеновский методы исследования. Определялись механические свойства при растяжении и ударная вязкость, а также абразивная износостойкость. Эти свойства сравнивались с полученными у исследуемых сталей после типовой термообработки. Результаты. Показано, что предложенные технологии комбинированной обработки, включающие получение в структуре исследованных сталей повышенного количества метастабильного аустенита и последующее упрочнение, сохраняющее возможность ДДМП и реализацию эффекта СЗН повышают механические свойства или износостойкость по сравнению с их уровнем после обычно применяемой обработки. Научная новизна. Для повышения механических свойств или износостойкости сплавов предложен инновационный принцип, заключающийся в получении у них перед упрочняющими обработками повышенного количества метастабильного аустенита, сохранив после них его часть, способную претерпевать ДДМП и, соответственно, реализовать эффект СЗН при испытании свойств и эксплуатации. Практическая ценность. Для исследованных сталей определены рациональные режимы технологий комбинированной обработки, включающие получение в их структуре повышенного количества метастабильного аустенита и последующее упрочнение, показавшие свою эффективность в повышения механических свойств или износостойкости по сравнению с обычно применяемыми обработками. UK: Актуальність роботи. Підвищення механічних властивостей сталей і їх зносостійкості дозволяє збільшити експлуатаційну стійкість деталей машин, що є важливим завданням матеріалознавства. Одним з перспективних напрямків в її вирішенні є технології комбінованої обробки, засновані на принципі отримання у них різноманітними способами структури, що містить поряд з іншими складовими (мартенситом різних типів, нижнім бейнітом, в ряді випадків карбидами) підвищеної кількості (≥25%) метастабильного аустеніту, і подальшим зміцненням. При цьому деяка кількість аустеніту перетворюється в мартенсит деформації, а збережена частина зазнає динамічне деформаційне мартенситні перетворення (ДДМП) – ефект самозакалки при навантаженні (СЗН). Комбіновані технології обробки включають термічне (в ряді випадків хіміко-термічне) і деформаційні впливи на метал, шо здійснювані в різних поєднаннях і послідовності. Технології обробки для отримання в структурі сталей підвищеної кількості метастабільного аустеніту можуть включати: витримку в межкрітіческом інтервалі температур (МКІТ) при різних способах гарту, пластичну деформацію, стабілізуючу аустенит по відношенню до утворення мартенситу охолодження, термоциклювання та ін. Зміцнення сталей, що мають в структурі підвищену кількість метастабильного аустеніту, здійснюється холодною пластичною деформацією, після якої в ряді випадків проводиться відпуск, а також обробками з використанням джерел концентрованої енергії (лазерна, електронно-променева). Однак, в даний час принцип, що розглядається, і технології комбінованої обробки, що його реалізують, не застосовуються в промисловості. Це виключає використання метастабильного аустеніту, що є внутрішнім ресурсом самого матеріалу, і його трансформацію при навантаженні, що підвищує його здатність до самозахисту від руйнування в процесі випробувань властивостей і експлуатації. У зв'язку з цим доцільним є впровадження в практику запропонованих технологій комбінованої обробки, що забезпечить ресурсозбереження. В роботі на ряді сталей показана їх ефективність. Мета роботи – показати можливість підвищення у досліджених сталей механічних властивостей або зносостійкості застосуванням технологій комбінованої обробки, заснованих на принципі, що передбачає отримання в їх структурі підвищеної кількості метастабільного аустеніту і подальше зміцнення, що зберігає можливість ДДМП і реалізацію ефекту СЗН. Методи дослідження. Застосовувалися дюрометрічний, металографічний і рентгенівський методи дослідження. Визначалися механічні властивості при розтягуванні і ударна в'язкість, а також зносостійкість. Ці властивості порівнювалися з отриманими у досліджуваних сталей після типовий термообробки. Результати. Показано, що запропоновані технології комбінованої обробки, що включають отримання в структурі досліджених сталей підвищеної кількості метастабільного аустеніту і подальше зміцнення, що зберігає можливість ДДМП і реалізацію ефекту СЗН підвищують механічні властивості або зносостійкість в порівнянні з їх рівнем після обробки, яка застосовується зазвичай. Наукова новизна. Для підвищення механічних властивостей або зносостійкості сплавів запропонований інноваційний принцип, який полягає в отриманні у них перед зміцнюючими обробками підвищеної кількості метастабільного аустеніту, зберігши після них його частину, що здатна зазнавати ДДМП і, відповідно, реалізувати ефект СЗН при випробуванні властивостей і експлуатації. Практична цінність. Для досліджених сталей визначені раціональні режими технологій комбінованої обробки, що включають отримання в їх структурі підвищеної кількості метастабільного аустеніту і подальше зміцнення, які показали свою ефективність в підвищення механічних властивостей або зносостійкості в порівнянні з обробками, які застосовуються звичай. EN: The relevance. Improving the mechanical properties of steels and their wear resistance makes it possible to increase the service life of machine parts, which is an important task of materials science. One of the promising directions in its solution is combined processing technologies of steels based on the principle of obtaining in them in various ways a structure containing, along with other components (various types of martensite, lower bainite, in some cases carbides) of an increased amount (≥25%) of metastable austenite, and subsequent strengthening. In this case, a certain amount of austenite transforms into deformation martensite, and the its remaining part undergoes dynamic deformation martensitic transformation (DDMT) – the effect of self-hardening under loading (SHL). Combined processing technologies include thermal (in some cases, chemical-thermal) and deformation effects on the metal, carried out in various combinations and sequences. Processing technologies for obtaining an increased amount of metastable austenite in the structure of steels can include: holding in the intercritical temperature interval (ICTI) with various hardening methods, plastic deformation stabilizing austenite with respect to the formation of cooling martensite, thermal cycling, etc. Strengthening of steels with an increased amount of metastable austenite is carried out by cold plastic deformation, after which tempering is carried out in some cases. However, the principle is currently being considered and the combined processing technologies that implement it are not used in industry. This excludes the use of metastable austenite, which is an internal resource of the material itself, and its transformation under loading, which increases its ability to self-defense against destruction during testing of properties and operation. In this regard, it is advisable to introduce the proposed combined processing technologies into practice, which will ensure resource saving. In work on a number of steels their effectiveness has been shown. Рurpose is to show the possibility of increasing the mechanical properties or wear resistance of the studied steels by using combined processing technologies based on the principle that provides for the production of an increased amount of metastable austenite in their structure and subsequent hardening, which preserves the possibility of DDMT and the implementation of the effect SHL. Research methods. Durometric, metallographic and X-ray research methods were used. The tensile properties and impact strength, as well as abrasive wear resistance, were determined. These properties were compared with those obtained for the studied steels after a typical heat treatment. Results. It is shown that the proposed combined treatment technologies, including the production of an increased amount of metastable austenite in the structure of the studied steels and subsequent hardening, which retains the possibility of DDMT and the implementation of the effect SHL, increase the mechanical properties or wear resistance in comparison with their level after the commonly used treatment. Scientific novelty. To improve the mechanical properties or wear resistance of alloys an innovative principle was proposed, which consists in obtaining in them an increased amount of metastable austenite before strengthening treatments, preserving after them a part of it that can undergo DDMT and, accordingly, realize the effect SHL when testing properties and operation. Practical value. For the studied steels, rational modes of combined processing technologies have been determined, including obtaining an increased amount of metastable austenite in their structure and subsequent hardening, which have shown their effectiveness in increasing mechanical properties or wear resistance in comparison with commonly used treatments.ruзакалкадеформация мартенситнижний бейниткарбидыметастабильный аустенитсамозакалка при нагружениимеханические свойстваизносостойкостьгартдеформація мартенситнижній бейніткарбідиметастабільний аустенітсамозагартування при навантаженнімеханічні властивостізносостійкістьquenchingmartensite of deformationlower bainitecarbidesmetastable austeniteself-hardening under loadingmechanical propertieswear resistanceArticle