ФГАОУ ВО «НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
Ю. Б. Сазонов, канд. техн. наук, зав. лабораторией, эл. почта: u-sazonov@yandex.ru
А. А. Комиссаров, канд. техн. наук, зав. лабораторией, эл. почта: komissarov@misis.ru
Д. Ю. Ожерелков, канд. техн. наук, инженер, эл. почта: d.ozherelkov@gmail.com
Д. В. Тен, аспирант, эл. почта: teden92@yandex.ru

Представлены результаты влияния различных вариантов термомеханической обработки (ТМО) с использованием выдержки в интервале субкритических температур — СКТ = Ас₁ – (5÷10) °C на формирование субмикрокристаллической зеренной структуры в конструкционной стали 35ХГСА, склонной к проявлению негативного эффекта обратимой отпускной хрупкости. Подробно описаны структурные превращения на каждом этапе ТМО, приведены изображения микроструктур и результаты, полученные с помощью метода сканирующей электронной микроскопии — метода обратно отраженных электронов (EBSD). Показаны способы подавления обратимой отпускной хрупкости, повышения вязкости и снижения температуры порога хладноломкости стали 35ХГСА по результатам сериальных ударных испытаний. Основной эффект улучшения свойств исследуемой стали достигается за счет формирования в стали субзеренной структуры по механизму полигонизации при выдержке в интервале субкритических температур. При последующей аустенизации субструктура по механизму структурного наследования переходит в зерно аустенита с сохранением дисперсности. Итоговый размер зерна составил порядка 2–5 мкм, что положительно отразилось на комплексе механических свойств стали 35ХГСА. Даны рекомендации по оптимальному режиму ТМО с предварительной холодной пластической деформацией со степенью 10 %.

1. Сазонов Ю. Б., Комиссаров А. А., Смирнова Ю. В., Сазонова А. Ю. Разработка режимов термической обработки для мелкозернистой структуры // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. № 5. C. 24–31.
2. Cheng Ji, Lei Wang, Miao-Yong Zhu. Effect of subcritical annealing temperature of microstructure and mechanical properties of SCM435 steel // Journal of Iron and Steel Research, International. 2015. Vol. 22, Iss. 11. P. 1031–1036.
3. O’Brien J. M., Hosford W. F. Spheroidization cycles for medium carbon steels // Metallurgical and Materials Transaction: A. 2002. Vol. 33. P. 1255–1261.
4. Ata Kamyabi-Gol, Meisam Sheikh-Amiri. Spheroidizing kinetics and optimization of heat treatment parameters in CK60 steel using Taguchi Robust design // Journal of iron and steel research. International. 2010. Vol. 17, Iss. 4. P. 45–52.
5. Cheng Ji, Jun-lu Yao, Miao-Yong Zhu. Effect of Ostwald ripening of carbides particles on mechanical properties of SCM435steel during subcritical annealing // Journal of Iron and Steel Research, International. 2018. Vol. 25, Iss. 4. P. 724–731.
6. ГОСТ 4543–2016. Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия. — Введ. 01.10.2017.
7. Ashis Mallick. Effect of second phase mobile particles on polycrystalline grain growth: A phase-field approach // Computational materials science. 2013. Vol. 67. P. 24–37.
8. Won Jong Nam, Chul Min Bae. Coarsening behavior of cementite particles at a subcritical temperature in a medium carbon steel // Scripta Materialia. 1999. Vol. 41, Iss. 3. P. 313–318.
9. Kubendran Amos P. G., Avisor Bhattacharya, Britta Nestler, Kumar Ankit. Mechanisms of pearlite spheroidization: insights from 3D phasefield simulations // Acta Materialia. 2018. Vol. 161. P. 400–411.
10. Kenneth Kanayo Alaneme, Eloho Anita Okotete. Recrystallization mechanisms and microstructure development in emerging metallic materials: A review // Journal of Science: Advanced materials and devices. 2019. Vol. 4, Iss. 1. P. 19–33.
11. Бернштейн М. Л., Капуткина Л. М., Прокошкин С. Д., Никишов H. A. Непосредственное наблюдение процессов превращений при нагреве сталей в колонне электронного микроскопа // Металлы. 1982. № 3. C. 76–88.
12. Гуляев A. П., Зикеев В. М., Корнюшенкова Ю. В., Земский C. B. Влияние отпуска в субкритическом интервале температур на сопротивление разрушению конструкционной среднеуглеродистой стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. № 8. C. 10–13.
13. Kazukuni Hase, Nobuhiro Tsuji. Delamination toughening assisted by phosphorus in medium-carbon low-alloy steels with ultrafine elongated grain structures // Materials science and engineering: A. 2016. Vol. 649. P. 135–145.