СПОСІБ ОТРИМАННЯ НАНОБЕЙНІТУ В СТАЛЯХ : СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Анотація

Постановка проблеми. Тенденції розвитку в галузі машинобудівних матеріалів демонструють стійку тенденцію до підвищення їх міцності, в'язкості та пластичності. Це особливо виражено для сталей, оскільки вони конкурують з легкими сплавами та композитними матеріалами в багатьох сферах застосування. Поліпшення механічних властивостей сталей намагаються досягти шляхом утворення дисперсних складових мікроструктур, які можуть досягати нанорозміру, що забезпечує суттєве підвищення міцності без шкоди для в’язкості та пластичності металовиробів. Мета статті – аналіз сучасних способів отримання в сталевих виробах дисперсного структурного стану (наноструктурованого бейніту), який забезпечує поєднання високої міцності та пластичності в них. Результати досліджень. Здійснено аналіз літературних джерел, які присвячені перспективам отримання високоміцних сталей третього покоління з можливістю отримання дисперсних структурних станів, як нанобейнітові, безкарбідні бейнітні при реалізації обробки сталей по різним технологіям, у тому числі і по режимам Q&P (Quenching and Partitioning). Зазначено, що високовуглецеві наноструктуровані бейнітні сталі виготовляються шляхом тривалої ізотермічної термічної обробки у нижньому температурному інтервалі перетворення аустеніту, який зазвичай вище за температуру початку мартенситного перетворення (Мп). Показано, що час перетворення можна скоротити за допомогою додавання до складу сталей легуючих елементів, або попереднім утворенням мартенситу перед ізотермічним бейнітним перетворенням (тобто охолодження здійснюється нижче Мп, а потім температура металу підіймається вище Мп). Розглянуто метод отримання високоміцних матеріалів, який полягає в розробці низьковуглецевого наноструктурованого бейніту, який можна отримати за відносно невеликий час перетворення з міцністю, подібною до тієї, що була досягнута для високовуглецевої наноструктурованої сталі, а також з покращеною пластичністю і в'язкістю. Зазначено, що однією з розроблених модифікацій Q&P-технології є BQ&P (B – bainite). Суть даної технології полягає в отриманні безкарбідного бейніту на стадії первинного гартування. Виконано огляд сучасних тенденцій у розробці перспективних технологій термічної обробки високоміцних нанобейнітних сталей. Висновок. Показано, що сталі зі структурою нанобейніту характеризуються унікальним поєднанням високої міцності, пластичності та ударної в'язкості. Визнано, що отримання нанобейнітного структурного стану можливе в сталях та сплавах з різним вмістом вуглецю та легуючих елементів. Розглянута інноваційна багатоступенева термічна обробка, яка поєднує процеси бейнітизації та гартування і розподілу (BQ&P). Показано можливість здійснення технологічних впливів на метал з метою отримання структури нанорозмірного бейніту способом, який буде прийнятним для промислового виробництва металовиробів. Зазначено, що для підвищення конструкційної міцності в умовах зменшення жолоблення та деформації металовиробів складної геометричної форми доцільно використовувати термічне зміцнення з отриманням бейнітного або ферито-бейнітного структурного стану.