ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ДЕФОРМАЦІЙНОЇ  ТА ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА ФАЗОВИЙ СКЛАД СТАЛІ

Н. Ю. ФІЛОНЕНКО; О. І. БАБАЧЕНКО; Г. А. КОНОНЕНКО

doi:10.30838/J.BPSACEA.2312.281221.75.817

Автор(и)

Н. Ю. ФІЛОНЕНКО Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Україна
О. І. БАБАЧЕНКО Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Україна
Г. А. КОНОНЕНКО Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.281221.75.817

Ключові слова:

сталь; додатково легована титаном; алюмінієм; азотом; багатошарові включення; оксиди алюмінію; нітриди титану

Анотація

В даній роботі проведений аналіз фазового складу сталі, додатково легованої алюмінієм, азотом, титаном після кристалізації, деформаційної та термічної обробки. Мета роботи: визначити фазовий склад сталі, додатково легованої алюмінієм, азотом, титаном; послідовність утворення фаз при кристалізації; морфологію багатошарових включень. Методи. Для визначення структурного стану сплавів використовували мікроструктурний, мікрорентгеноспектральний та рентгенофазовий аналізи. Результати. Показано, що при додатковому легуванні після кристалізації відбувається утворення багатошарових включень, оксидів, нітридів та карбонітридів. Показано, що при кристалізації сталі відбувається утворення з розплаву багатофазних включень, в центрі яких розташований метастабільний оксид (Al, Ti)2(O, N)3, що був оточений нітридом (Ti, Fe) N. Висновки. Після подальшого нагріву сталі до температури (1533±10) К та гарячої пластичної деформації зі ступенем 50 % (ГПД) оксид (Al, Ti)2(O, N)3, як структурна складова в сталі не був виявлений. В центрі багатошарових включень спостерігали фазу (Ti, Al) N, яка була оточена нітридом титану (Ti, Fe) N. Після нагріву і витримки за (1 123±10) К, спостерігали окремі включення нітриду титану TiN, (Ti, Fe) N.

Посилання

Togobitskaya D.N., Babachenko A.I., Kozachek A.S. and al. Informatsionno-matematicheskoye obespecheniye otsenki vliyaniya khimicheskogo sostava na svoystva kolesnoy stali [Information and mathematical support for assessing the effect of chemical composition on the properties of wheel steel]. Suchasní problemi metalurgíí̈ [Current Problems in Metallurgy]. 2013, no. 16, pp. 51−56. URL: http://spm.nmetau.edu.ua/journals/99/6_a_ru.pdf (in Russian).

Togobitskaya D.N., Babachenko A.I., Kozachek A.S. and al. Optimizatsiya khimicheskogo sostava kolesnykh marok staley na osnove parametrov mezhatomnogo vzaimodeystviya [Optimization of the chemical composition of wheel steel grades based on the parameters of interatomic interaction]. Matematichne modelyuvannya [Mathematical Modeling]. 2014, vol. 30, pp. 44−47 (in Russian).

Togobitskaya D.N., Babachenko A.I., Kozachek A.S. and al. Optimizatsiya khimicheskogo sostava stali dlya zheleznodorozhnykh koles, obespechivayushchego stabilizatsiyu mekhanicheskikh i povysheniye ekspluatatsionnykh svoystv [Optimization of the chemical composition of steel for railway wheels, which ensures the stabilization of the mechanical properties and the increase in operational properties]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya [Metallurgical and Mining Industry]. 2016, iss. 2, pp. 67−73 (in Russian).

Descotes V., Quatravaux T., Bellot J., etc. Titanium Nitride (TiN) Germination and Growth during Vacuum Arc Remelting of a Maraging Steel. Metals. 2020, no. 10 (4), pр. 541−548. URL: https://doi.org/10.3390/ met10040541.

Sabitzer C., Steinkellner C., Koller C., etc. Diffusion behavior of C, Cr, and Fe in arc evaporated TiN- and CrN-based coatings and the influence on the malstability and hardness. Surf. Coat. Technol. 2015, vol. 275,

pp. 185–192. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2015.05.020.

Parra E.R., Arango P.J.A. and Trujillo S.C. Algunos conceptos sobrenitruro detitanio y elcarburo detitanio DYNA. 2009, vol. 76 (157), pp. 213−224.

Espitia-Rico M.J., Casiano-Jiménez G. and Ortega-López C. Сomparative study TiC/TiN and TiN/CN multilayers. DYNA. 2014, vol. 81 (188), pp. 160−165. DOI: http://dx.doi.org/10.15446/dyna.v81n188.41637.

Zhang S.Y. Titanium carbonitride based cermets: processes and properties. Mater Sc. Eng. A. 1993, vol. 163, pp. 141−147. URL: http://dx.doi.org/10.1016/0921-5093(93)90588-6.

Kuptsov K.A., Kiryukhantsev K.V. and Sheveyko A.N. Comparative study of electrochemical and impact wear behaviour of TiCN, TiSiCN, TiCrSiCN, and TiAlSiCN coatings. Surface and Coatings Technology. 2013, vol. 216,

pp. 273−281. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.11.058.

Ozturk B. and Fruehan R.J. Thermodynamics of inclusion formation in Fe−Ti−C−N alloys. Metallurgical Transactions B. 1990, vol. 21, pp. 879–884. DOI: 10.1007 / bf0265781.

Fan G., Hou Y. and Huang D. Synthesis of Ti (C, N, O) from TiO2 by CH4−H2−N2 Gas Mixture at Low Temperature. 2021. DOI: 10.21203/rs.3.rs-520202/v1.

Xu S., Jaegers N.R., Hu W., Kwak J.H., Bao X., Sun J., Wang Y. and Hucor J.Z. High-Field One-Dimensional and Two-Dimensional 27Al Magic-Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Study of θ-, δ-, and

γ-Al2O3 Dominated Aluminum Oxides: Toward Understanding the Al Sites in γ-Al2O3. ACS Omega. 2021, no. 6 (5),

pр. 4090–4099. DOI: 10.1021/acsomega.0c06163.

Liu Y., Oganov A. R., Wang S., Zhu Q., Dong X. and Kresse G. Prediction of new thermodynamically stable aluminium oxides. Scientific Reports. 2015, no. 5, p. 9518 (7). DOI: 10.1038/srep09518.

Amrute A.P., Jeske K., Łodziana Z., Prieto G. and Schüth F. Hydrothermal Stability of High-Surface-Area α‑Al2O3 and Its Use as a Support for Hydrothermally Stable Fischer − Tropsch Synthesis Catalysts. Chem. Mater. 2020, vol. 32, pp. 4369−4374. URL: https://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c01587.