Национальная металлургическая академия Украины. Одной из задач современного материаловедения является разработка новых, более экономичных и износостойких

Одной из задач современного материаловедения является разработка новых, более экономичных и износостойких, антифрикционных материалов взамен существующих цветных сплавов.

Поэтому замена бронзы в узлах трения скольжения графитизированной сталью является одним из путей решения этой задачи.

В данной работе исследованы особенности графитизации никелевой стали 10Н15, результаты которые в дальнейшем могут быть использованы при разработке составов и режимов термической обработки антифрикционных материалов. Преимущество графитизированных сталей заключается в их хороших литейных свойствах и более высокой износостойкости, по сравнению с бронзами.

Материалом исследования является никелевая сталь 10Н15 и имеющая в своем составе 1% С и 15% Ni. Сталь 10Н15 выплавляли в индукционной высокочастотной печи типа ЛПЗ-67, объемом 40кг с кислой футеровкой.

В работе использованы следующие методики исследования: металлографический анализ, который проводили на световых микроскопах «МИМ-8» и «Neophot-2». При изучении микроструктуры на световых микроскопах образцы травили в 2-5% растворе HNO₃ в этиловом спирте, при температуре 20°C течение 30-60 сек., а также, с целью определения степени завершенности процесса графитизации, использовали метод гидростатического взвешивания и стереометрический анализ.

Результаты исследования показали, что в зависимости от температуры графитизирующего отжига существенно изменяется топография графита отжига, что существенно может сказываться на износостойкости и прочности сталей.

На основе результатов исследования по трем методикам установлено, что оптимальной температурой графитизации для стали 10Н15 является 650°C, когда графит имеет однородное распределение в матрице.

Структура і властивості деформованої низьковуглецевої сталі після охолодження разом з піччю

Сподар К.І.; керівники: доц.. Носко О.А., проф. Куцова В.З., с.н.с. Котова Т.В.

Національна металургійна академія України

Ракетобудування та космічна галузь є одним із основних споживачів тонкого листа із низьковуглецевих сталей для виготовлення деталей методом холодної штамповки, при цьому відбувається складне глибоке витягання металу. Якісна сталь для глибокого витягання повинна відповідати багатьом вимогам, але основну увагу приділяють мікроструктурі та механічним властивостям. В листах малої товщини велике значення має поліпшення пластичних властивостей.

На величину феритних зерен впливає, як відомо, температура, при якій сталь згортається в рулон. Найнижча температура змотки допускається в межах 550–600°C. При температурах нижче, ніж 450°C, листи сильно пружні, що викликає труднощі при згортанні. Розмір зерна фериту збільшується з підвищенням температури змотки. Згідно з даними літератури, для напівспокійної сталі з високими механічними властивостями оптимальною температурою змотки є Ar₁+60°C.

Метою роботи є встановлення закономірностей впливу деформаційних режимів прокатки зразків сталі 08пс, що охолоджені разом з піччю від температур 650, 630, та 600°С, на формування структури та властивостей металу. Мікроструктура зразків після однопрохідної прокатки в області температур аустенітного та ферито–перлітного стану відповідає вимогам ГОСТ 16523–97 (ДСТУ 2834-94) та характеризується рівномірним зерном фериту у межах 2–3 номерів. Величина зерна в структурі зразка, обробленого із вихідної заготовки товщиною 1,5 мм за режимом з нагрівом до 1000°С, прокаткою за один прохід в аустенітній області, температура змотки в рулон 600°С, складає 10–30 мкм. Мікроструктура зразка, який оброблений за режимом з нагрівом до температури 700°С, прокаткою в феритній області, Т_ЗМ=600°С, характеризується зерном фериту витягнутої форми величиною 10–35 мкм. Відомо, що витягнута форма зерен є більш сприятливою для глибокого витягання. Здатність сталі з феритними зернами такої форми до глибокої витяжки підвищується в порівнянні з листами із сталі з рівновісними зернами: структура, в площині, яка паралельна поверхні листа, має властивості крупнозернистого металу, а в площині, яка перпендикулярна поверхні листа – властивості дрібнозернистого металу. Таким чином, охолодження зразків сталі 08пс разом з піччю (Т_зм = 600°С), має сприятливу дію на формування мікроструктури: оптимальною є обробка за режимами з високою 900°С (вище критичної точки Ar₃) та низькою 650°С (нижче точки Ar₁ ) температурою кінця прокатки.

Аналіз комплексу механічних властивостей прокату із сталі 08пс, показав, що показники межі міцності відповідають вимогам ГОСТ 16523–97 (s_в=330-350 МПа), але за показниками твердості та відносного подовження зразки сталі 08пс не придатні до глибокого витягання.