EoW May 2012

Техническая статья

Сталь, легированная бором

Высоколегированная сталь с высоким содержанием бора

Базисная сталь

Сталь,легированная бором

Высоколегированная сталь свысоким содержаниембора

Базисная сталь

Температура, °C

Условное напряжение, МПа

Время, с

Условная деформация, %

▲ ▲ Рис. 3. Температура начала (квадратные метки) и окончания (треугольные метки) структурного превращения при различных значениях постоянной скорости охлаждения. Закрашенные метки – базисный сплав, незакрашенные метки – сталь, легированная бором

▲ ▲ Рис. 4. Кривые зависимости деформации горячекатаной катанки от напряжения

неожиданным, так как, согласно расчетам, содержащийся в сплаве азот должен быть связан с бором, и потому обусловленное наличием «свободного» азота деформационное старение не должно вести к возникновению удлинения, соответствующего пределу текучести. Таким образом, указанное состояние предположительно связано с деформационным старением, вызванным углеродом. При этом необходимо понимать, что правка катанки производилась при комнатной температуре с последующей горячей прокаткой, и возникающая в процессе правки неоднородная деформация могла в некоторых случаях привести к исчезновению удлинения, соответствующего пределу текучести. Аналогичные показатели прочности при растяжении и параметры удлинения были получены для базисной стали и стали, легированной бором. бора продемонстрировала более низкие прочностные характеристики: равномерное распределение пластической деформации наблюдается при более низкой по сравнению с другими марками стали прочности, а зарегистрированный предел прочности при растяжении снизился приблизительно на 25 МПа. Указанная разница в прочностных характеристиках не может быть объяснена наличием углерода, поскольку его содержание в образцах, выбранных для испытаний, было одинаковым. Образцы из высоколегированной стали с высоким содержаниемборапродемонстрировали более высокие значения относительного удлинения при растяжении. Интересно отметить, что снижение прочности на Высоколегированная сталь с высоким содержанием

в виде графика зависимости от времени. Показаны используемые в исследовании различные постоянные скорости охлаждения. При скорости охлаждения 25 и 50 ºC/с единственным механизмом разложения аустенита, выявленным в базисном сплаве, было мартенситное превращение, тогда как в стали, легированной бором, наблюдалось перлитное превращение. Кроме того, сталь, легированная бором, характеризовалась более обширной областью перлитного превращения. деформации горячекатаной катанки от напряжения и данные по ее механическим свойствам при растяжении представлены на рис. 4 и в таблице 2. Базисная сталь и сталь, легированная бором, характеризуются очень похожим н а п р яже н н о - д е фо рми р о в а н ным состоянием, хотя сталь, легированная бором, демонстрирует удлинение, соответствующее пределу текучести (YPE), тогда как базисная сталь характеризуется пластической деформацией, носящей непрерывный характер (т. е. распределенной равномерно, «по кругу»). Возникновение удлинения, соответствующего пределу текучести, может быть несколько Кривые зависимости

методом образцах

ПЭМ

проводилось

на

стали,

легированной

суперстехиометрическим составом, для оценки влияния свободного бора на эволюцию микроструктуры. Характерный микроснимок, полученный методом ПЭМ, представлен на рис. 2. Мартенсит не был выявлен, что, вероятно, предполагает, что свободный бор не привел к увеличению прокаливаемости. Известно, что бор существенно увеличивает прокаливаемость низкоуглеродистых сталей. 4 Однако, согласно имеющимся сообщениям, это влияние не столь выражено в высокоуглеродистых сталях. [5,6] Для определения степени влияния, которое легирование оказывает на прокаливаемость, проведено дилатометрическое исследование с использованием базисного сплава и сплава, легированного бором, в соответствии с методикой, рассматриваемой в работе [7] . Продемонстрировано, что легирование бором ведет к снижению прокаливаемости, как показано на рис. 3, на котором данные изменения температуры начала и окончания структурного превращения для базисного сплава и сплава, легированного бором, представлены

▼ ▼ Таблица 2. Механические свойства горячекатаной катанки при растяжении

Относительное равномерное удлинение, %

Общее удлинение, %

Предел прочности на разрыв, МПа

Базисная сталь

952 951

9.4 8.2

13.7 13.9

Сталь, легированная бором Высоколегированная сталь с высоким содержанием бора

926

11.2

16.6

80

EuroWire – май 2012 г.