Аннотации:
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. Фазовые 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. Heat treatment consisting quenching of steel to a temperature inside the martensitic transformation
interval with subsequent carbon partitioning between quenched martensite and retained austenite (Q&P
treatment) is applied to martensitic stainless steel AISI 414 (Fe – 0.14 % C – 12.5 % Cr – 2.3 % Ni).
Q&P processing was modeled using the thermomechanical simulator Gleeble 3800. Phase transformations
during processing were studied using a contact dilatometer, which measures the change in
the specimen diameter at the thermocouple spot.
After austenitization at 1150 °C for three minutes, the temperature of the onset of the martensitic
transformation of the steel under study was 270 °C. To implement Q&P processing, the samples
were quenched to temperatures of 250 °C, 200 °C, 150 °C and 100 °C. The carbon partitioning between
the quenched martensite and untransformed austenite was carried out in the process of
3-minute exposure at 450 °C.
It has been shown that quenching to temperatures of 200–250 °C with subsequent annealing at
450 °C does not ensure the enrichment of unconverted austenite with carbon, sufficient to suppress
martensitic transformation upon subsequent cooling to room temperature. Lowering the quenching
temperature to 150 °C with subsequent annealing at 450 °C leads to complete thermal stabilization
of the untransformed austenite up to temperatures of minus 60 °C, which ensures a high lowtemperature
toughness of the steel under investigation through the TRIP effect, exceeding the values
Рущиц С.В., Ахмедьянов А.М., Закалка с последующим обогащением углеродом
Маковецкий А.Н., Красноталов А.О. непревращенного аустенита (Q&P обработка)…
Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия».
2018. Т. 18, № 4. С. 89–97 97
laid down in the requirements for high-strength pipe steel. The conclusion is made about the prospect
of Q&P processing of the investigated steel for obtaining a high-strength state with a high level
of low-temperature viscosity.
Описание:
Рущиц Сергей Вадимович, д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры материаловедения и
физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск;
rushchitcsv@susu.ru.
Ахмедьянов Александр Маратович, начальник лаборатории физического моделирования
термомеханических процессов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск;
akhmedianovam@susu.ru.
Маковецкий Александр Николаевич, канд. техн. наук, ПАО «Челябинский трубопрокатный завод», г. Челябинск; Aleksandr.Makovetskiy@chelpipe.ru.
Красноталов Александр Олегович, аспирант кафедры материаловедения и физико-химии
материалов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; Alex.Krasnotalov@
chelpipe.ru. S.V. Rushchits1, rushchitcsv@susu.ru,
A.M. Akhmedianov1, akhmedianovam@susu.ru,
A.N. Makovetskiy2, Aleksandr.Makovetskiy@chelpipe.ru,
A.O. Krasnotalov1, Alex.Krasnotalov@chelpipe.ru
1 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
2 PJSC “Chelyabinsk Tube-Rolling Plant”, Chelyabinsk, Russian Federation