Влияние температуры отпуска на структуру и механические свойства среднеуглеродистой стали с повышенным содержанием кремния

Abstract

Изучено влияние закалки и отпуска на структуру, фазовый состав и механические свойства стали 0,33C – 1,8Si – 1,44Mn – 0,58Cr. Проведены исследования структуры с использованием сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, дилатометрические испытания и дифференциальная сканирующая калориметрия. Выполнены испытания на растяжение и ударную вязкость, измерена твердость по Роквеллу. Проведен анализ процессов образования карбидов в стали при разных температурах отпуска, а также влияния структуры на механические характеристики. Рассмотрена возможность использования параметра прочности – пластичности σв · δ (МПа · %) для оценки изменения ударной вязкости при отпуске. Сделано заключение, что отпуск при 200 – 400 °C приводит к выделению переходных η-карбидов (Fe2C) внутри блоков и крупных реек, что обедняет мартенситную матрицу по углероду. Это способствует повышению предела текучести, несмотря на уменьшение внутренних напряжений и увеличение ширины мартенситных реек. Выделение цепочек цементита по границам реек и блоков происходит в процессе отпуска при 500 °C, что сопровождается уменьшением предела текучести до 1130 МПа. Расчет доли атомов углерода в мартенсите показывает, что на образование цементита затрачивается практически весь углерод, содержащийся в стали. Распад мартенсита при отпуске повышает ударную вязкость, но практически не влияет на параметр прочности – пластичности σв · δ (МПа · %).