МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ПРИЧИНЫ РАССЕЯНИЯ ЗНАЧЕНИЙ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЛИ ПРИ МНОЖЕСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЯХ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С целью оценки влияния микроструктуры на рассеяние значений ударной вязкости горячекатаной стали проведено исследование образцов после испытаний на ударный изгиб при температуре −60°С. Изучена микроструктура образцов под поверхностью изломов. Экспериментально показано, что большинство очагов скола расположены в мартенситно-бейнитных прослойках в ферритно-перлитной микроструктуре, которые образуются в осевой области проката. Несмотря на то что доля мартенситно-бейнитных прослоек в микроструктуре не превышает 4%, их размер и расположение относительно приложенных напряжений определяют величину ударной вязкости стандартных поперечных образцов. Минимальным значениям ударной вязкости соответствует наибольшая суммарная ширина мартенситно-бейнитных прослоек и наибольшая концентрация Mn, Si и P. Для оценки влияния формирования мартенситно-бейнитных прослоек на величину ударной вязкости предложен показатель неоднородности микроструктуры C, учитывающий как ширину прослоек, так и концентрационную неоднородность по Mn, Si и P.

Об авторах

К. Г Воркачев

Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук

Email: KGV@imet.ac.ru
Москва, Российская Федерация

М. М Кантор

Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук

Москва, Российская Федерация

В. А Боженов

Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук

Москва, Российская Федерация

К. А Солнцев

Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук

Москва, Российская Федерация

Список литературы

  1. Кантор М.М., Боженов В.А. Рассеяние значений ударной вязкости низколегированной стали в критическом интервале хладноломкости // Материаловедение. 2013. № 11. С. 3–15.
  2. Krauss G. Solidification, segregation, and banding in carbon and alloy steels // Metall. Mater. Trans. B. 2003. V. 34. P. 781–792. https://doi.org/10.1007/s11663-003-0084-z
  3. Kirkaldy J.S., Brigham R.J., Domian H.A., Ward R.G. A study of banding in skelp by electron-probe microanalysis // Can. Metall. Q. 1963. V. 2. P. 233–241.
  4. Takahashi T., Ponge D., Raabe D. Investigation of orientation gradients in pearlite in hypoeutectoid steel by use of orientation imaging microscopy // Steel Res. Int. 2007. V. 78. № 1. P. 38–41. https://doi.org/10.1002/srin.200705857
  5. Кантор М.М., Воркачев К.Г. Микроструктура и субструктура перлита доэвтектоидных ферритно-перлитных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2017. № 5. С. 265–271.
  6. Кантор М.М., Воркачев К.Г., Челпанов В.И., Солнцев К.А. Сростки доэвтектоидного и перлитного ферритов в низкоуглеродистой низколегированной стали // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. С. 1388–1392. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120088
  7. Guo F., Wang X., Liu W., Shang C., Misra R.D. K., Wang H., Zhao T., Peng C. The influence of centerline segregation on the mechanical performance and microstructure of X70 pipeline steel // Steel Res. Int. 2018. V. 89. Р. 1800407. https://doi.org/10.1002/srin.201800407
  8. Kovalyova T., Issagulov A., Kovalev P., Kulikov V., Kvon S., Arinova S. Structural anisotropy parameters’ effect on the low-temperature impact strength of alloy steels in rolled products // Metals. 2023. V. 13. № 7. Р. 1157. https://doi.org/10.3390/met13071157
  9. Guo F., Liu W., Wang X., Misra R.D.K., Shang C. Controlling variability in mechanical properties of plates by reducing centerline segregation to meet strain-based design of pipeline steel // Metals. 2019. V. 9. № 7. Р. 749. https://doi.org/10.3390/met9070749
  10. Bertolo V., Jiang Q., Scholl S., Petrov R.H., Hangen U., Walters C., Sietsma J., Popovich V. A comprehensive quantitative characterization of the multiphase microstructure of a thick-section high strength steel // J. Mater. Sci. 2022. V. 57. P. 7101–7126. https://doi.org/10.1007/s10853-022-07121-y
  11. Wang X., Wang X., Liu W., Shang C. Effect of segregation band on the microstructure and properties of a wind power steel before and after simulated welding // Metals. 2024. V. 14. № 1. Р. 129. https://doi.org/10.3390/met14010129
  12. Кантор М.М., Воркачев К.Г., Боженов В.А., Солнцев К.А. Ударная вязкость низкоуглеродистых низколегированных сталей с ферритно-бейнитной микроструктурой по результатам множественных испытаний // Неорган. материалы. 2024. Т. 60. № 2. С. 257–273.
  13. Штремель М.А. Информативность измерений ударной вязкости // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 11. С. 37–51.
  14. Pineau A. Development of the local approach to fracture over the past 25 years: theory and applications // Int. J. Fract. 2006. V. 138. P. 139–166. https://doi.org/10.1007/s10704-006-0035-1
  15. Chen J.-H., Cao R. Micromechanism of cleavage fracture of metals: a comprehensive microphysical model for cleavage cracking in metals. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2014. P. 1289.
  16. Wright S.I., Nowell M.M. EBSD image quality mapping // Microsc. Microanal. 2006. V. 12. № 1. P. 72–84. https://doi.org/10.1017/S1431927606060090
  17. Wright S.I., Nowell M.M., Field D.P. A review of strain analysis using electron backscatter diffraction // Microsc. Microanal. 2011. V. 17. № 3. P. 316–329. https://doi.org/10.1017/S1431927611000055
  18. Ping D.H., Guo S.Q., Imura M., Liu X., Ohmura T., Ohnuma M., Lu X., Abe T., Onodera H. Lath formation mechanisms and twinning as lath martensite substructures in an ultra low-carbon iron alloy // Sci. Rep. 2018. V. 8. Р. 14264. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32679-6
  19. Sugiyama M., Takei M., Sekida S., Maruyama N. Characterization of hierarchical lath martensite microstructure in low carbon steels using ultra-high voltage TEM and SEM-EBSD analysis // IOP Conf. Ser: Mater. Sci. Eng. 2022. V. 1249. P. 012020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1249/1/012020
  20. Белый А.П., Исаев О.Б., Матросов Ю.И., Носоченко А.О. Центральная сегрегационная неоднородность в непрерывнолитых листовых заготовках и толстолистовом прокате. / Под ред. Синельникова В.А. М.: Металлургиздат, 2005. 133 с.
  21. Hillert M., Höglund L., Ågren J. Role of carbon and alloying elements in the formation of bainitic ferrite // Metall. Mater. Trans. A. 2004. V. 35. P. 3693–3700. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0275-5
  22. Sherby O.D., Wadsworth J., Lesuer D.R., Syn C.K. Revisiting the structure of martensite in iron-carbon steels // Mater. Trans. 2008. V. 49. № 9. P. 2016–2027. https://doi.org/10.2320/matertrans.MRA2007338
  23. Morris Jr.J.W., Kinney C., Pytlewski K., Adachi Y. Microstructure and cleavage in lath martensitic steels // Sci. Technol. Adv. Mater. 2013. V. 14. Р. 014208. https://doi.org/10.1088/1468-6996/14/1/014208
  24. Тылкин М.А., Большаков В.И., Одесский П.Д. Структура и свойства строительной стали. М.: Металлургия, 1983. 287 с.
  25. Одесский П.Д. О современных проблемах испытаний на ударный изгиб сталей для металлических конструкций // Зав. лаборатория. Диагностика материалов. 2001. Т. 67. № 7. С. 50–56.
  26. Кудря А.В., Соколовская Э.А. Глава 23. Наблюдение и измерение разрушения материалов с неоднородной структурой. перспективные материалы и технологии. Монография. В 2-х томах. Т. 2. / Под ред. Клубовича В.В. Витебск: ВГТУ, 2017. C. 436–453.
  27. Zhang X.Z., Knott J.F. The statistical modelling of brittle fracture in homogeneous and heterogeneous steel microstructures // Acta Mater. 2000. V. 48. № 9. P. 2135–2146. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(00)00055-0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).