ЗАКАЛКА С ПОСЛЕДУЮЩИМ ОБОГАЩЕНИЕМ УГЛЕРОДОМ НЕПРЕВРАЩЕННОГО АУСТЕНИТА (Q&P ОБРАБОТКА) МАРТЕНСИТНОЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ AISI 414
Аннотация
Термическая обработка, заключающаяся в закалке стали до температуры внутри интервала мартенситного превращения с последующим перераспределением углерода между образовавшимся мартенситом и непревращенным аустенитом (Q&P обработка) применена к коррозионностойкой стали мартенситного класса AISI 414 (15Х13Н2). Моделирование режимов Q&P обработки выполнено на симуляторе термомеханических процессов Gleeble 3800. Фазвые превращения в процессе обработки изучались с помощью контактного дилатометра, измеряющего изменение диаметра образца в месте приварки термопары.
После аустенитизации при 1150 °С в течение 3 мин температура начала мартенситного превращения исследуемой стали составила 270 °С. Для реализации Q&P обработки образцы закаливали до температур 250, 200, 150 и 100 °С. Перераспределение углерода между образовавшимся мартенситом и непревращенным аустенитом осуществлялось в процессе 3-минутной выдержки при 450 °С.
Закалка до температур 200–250 °С с последующим отжигом при 450 °С не обеспечивает обогащение непревращенного аустенита углеродом, достаточное для подавления мартенситного превращения при последующем охлаждении до комнатной температуры. Понижение температуры закалки до 150 °С с последующим отжигом при 450 °С приводит к полной термической стабилизации непревращенного аустенита вплоть до температур –60 °С, что обеспечивает за счет TRIP эффекта высокую низкотемпературную вязкость исследуемой стали (KCV–60 = 59 Дж/см2), превосходящую значения, заложенные в требования к высокопрочным трубным сталям. Сделан вывод о перспективности Q&P обработки исследуемой стали для получения высокопрочного состояния с высоким уровнем низкотемпературной вязкости.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Speer J.G., Matlock D.K., De Cooman B.C., Schroth J.G. Carbon Partitioning into Austenite after Martensite Transformation. Acta Materialia, 2003, vol. 51, pp. 2611–2622. DOI: 10.1016/S1359-6454(03)00059-4
Speer J.G., Edmonds D.V., Rizzo F.C., Matlock D.K. Partitioning of Carbon from Supersaturated Plates of Ferrite, with Application to Steel Processing and Fundamentals of the Bainite Transformation. Current Opinion in Solid State Materials Science, 2004, vol. 8, pp. 219–237. DOI: 10.1016/j.cossms.2004.09.003
Edmonds D.V., He K., Rizzo F.C., De Cooman B.C., Matlock D.K., Speer J.G. Quenching and Partitioning Martensite – A Novel Steel Heat Treatment. Materials Science and Engineering, A, 2006, vols. 438–440, pp. 25–34. DOI: 10.1016/j.msea.2006.02.133
Clarke A.J., Speer J.G., Matlock D.K., Rizzo F.C., Edmonds D.V., Santofimia V.J. Influence of Carbon Partitioning Kinetics on Final Austenite Fraction during Quenching and Partitioning. Scripta Materialia, 2009, vol. 61, pp. 149–152. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2009.03.02
Speer J.G., De Moor E., Clarke A.J. Critical Assessment 7: Quenching and Partition. Materials Science and Technology, 2015, vol. 31, no. 1, pp. 3–9. DOI: 10.1179/1743284714Y.0000000628
Wang L., Speer J.D. Quenching and Partitioning Steel Heat Treatment. Metallography, Microstructure, and Analysis, 2013, vol. 2, no. 4, pp. 268–281. DOI: 10.1007/s13632-013-0082-8
Somani M.C., Porten D.A., Karjalainen L.P., Misra D.K. Evalution of DQ&P Processing Rout for the Development of Ultra-High Strength Tough Ductile Steels. International Journal of Metallurgical Engineering, 2013, vol. 2 (2), pp. 154–160. DOI: 10.5923/j.ijmee.20130202.07
Jin X. Quenching and Partitioning Heat Treatment: High-Strength Low-Alloys. Encyclopedia of Iron, Steel, and Their Alloys, 2015, pp. 2761–2775. DOI: 10.1081/E-EISA-120051355
Hong S.C., Ahn J.C., Nam S.Y., Kim S.J., Yang H.C., Speer J.D, Matlock D.K. Mechanical Properties of High-Si Plate Steel Produced by the Quenching and Partitioning Process. Metals and Materials Internatinal, 2007, vol. 13, no. 6, pp. 439–445. DOI.org/10.3365/MMI.2007.12.439
Tsuchiyama T., Tobata J., Tao T., Nakada N., Takaki S. Quenching and Partitioning Treatment of a Low-Carbon Martensitic Stainless Steel. Materials Science and Engineering, A, 2012, vol. 532, pp. 585–592. DOI: 10.1016/j.msea.2011.10.125
Tobata J., Ngo-Huynh K.-L., Nakada N., Tsuchiyama T., Takaki S. Role of Silicon in Quenching and Partitioning Treatment of Low-Carbon Martensitic Stainless Steel. ISIJ International, 2012, vol. 52, no. 7, pp. 1377–1382. DOI: 10.2355 /isijinternational.52.1377
Mola J., De Cooman B.C. Quenching and Partitioning (Q&P) Processing of Martensitic Stainless Steels. Metallurgical and Materials Transactions A, 2013, vol. 44A, pp. 946–967. DOI: 10.1007/s11661-012-1420-1.
Bojack A., Zhao L., Morris P.F., Sietsma J. Austenite Formation from Martensite in a 13Cr6Ni2Mo Supermartensitic Stainless Steel. Metallurgical and Materials Transactions A, 2016, vol. 47, no. 5, pp. 1996–2009. DOI: 10.1007/s11661-016-3404-z
Koistinen D., Marburger R. A General Equation Prescribing the Extent of the Austenite-Martensite Transformation in Pure Iron-Carbon Alloys and Plain Carbon Steels. Acta Metallurgica, 1959, vol. 7, pp. 59–60. DOI.org/10.1016/0001-6160(59)90170-1
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met180410
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
