ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет», Брянск, Россия:

Р. А. Богданов, канд. техн. наук, эл. почта: lpim-bra@yandex.ru

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург, Россия:

Ю. М. Маркова, ведущий инженер, эл. почта: yulia.markova@inbox.ru

Микроструктурный анализ низколегированной стали 20ГЛ показал необходимость совершенствования термической обработки (нормализации) в отношении воздействия на число зерна, его размер и твердость, среднюю площадь зерна и свойства, в частности ударную вязкость, для вагонных отливок «Рама боковая» и «Балка надрессорная». Установлены связи параметров микроструктуры низколегированной стали 20ГЛ и ударной вязкости при отрицательной температуре. Методом оптической микроскопии проведен металлографический и статистический анализ микроструктуры феррита (Ф) и перлита (П) образцов стали 20ГЛ вагонных отливок «Рама боковая» и «Балка надрессорная» согласно ГОСТ 5639–82 с использованием программы Vestra Image System. Построены графические зависимости между числом и средней площадью зерен на шлифе, количеством Ф и средней площадью зерен на шлифе, и ударной вязкостью образцов из стали 20ГЛ мартеновских и электродуговых плавок. Для мартеновских плавок при одинаковых значениях числа и средней площади зерна на шлифе, количества Ф и средней площади зерна на шлифе ударная вязкость может быть как KCV_–60 ≤ 2, так и KCV_–60 > 2·102 кДж/м². Анализ электродуговых плавок показал, что низкие значения средней площади зерен феррита не способствуют повышению ударной вязкости KCV_–60 > 2·102 кДж/м². Установлена проблема получения удовлетворительных результатов ударной вязкости KCV_–60 > 2·102 кДж/м², связанная с термической обработкой в образцах из стали 20ГЛ.

1. Ермакова В. П., Смирнова В. Г., Некрасов И. В., Шешуков О. Ю, Маршук Л. А., Гуляков В. С. Связь микроструктуры хладостойкой стали 20ГЛ и некоторых технологических параметров выплавки // Металловедение и термическая обработка металлов. 2019. № 7. С. 3–9.
2. Богданов Р. А. Влияние химического состава и параметров зерна матрицы после двойной термообработки на ударную вязкость ответственных вагонных отливок из стали 20ГЛ // Технология машиностроения и материаловедение : Материалы международной научно-практической конференции. – Новокузнецк : НИЦ МС, 2020. № 4. С. 41–47.
3. Богданов Р. А. Воздействие модифицирования на свойства хладостойкой стали 20ГЛ // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Технологические исследования: информационное обеспечение, алгоритм проведения, интерпретация результатов» (Казань, 23.05.2020 г.). – Стерлитамак : АМИ, 2020. С. 28–33.
4. Becker L. M., Gerasimov G. Y., Pogosbekyan Y. M. et al. Structural steel and castings: shapes and standards, properties and applications. – Nova Science Publishers, Inc United States, 2011. – 318 p.
5. Totten G. E. (Ed.) Steel heat reatment: Metallurgy and Technologies. Taylor and Francis Group, 2 ed. 2006. – 820 p.
6. Gladshtein L. I., Larionova N. P., Belyaev B. F. Effect of ferrite-pearlite microstructure on structural steel properties //Metallurgist. 2012. Vol. 56, Iss. 7-8. P. 579–590.
7. Bagmet O. A., Sokolova M. Y., Naumenko V. V. Influence of heat treatment on the microstructure and low-temperature performance of low-carbon steel // Steel in Translation. 2018. Vol. 48, Iss. 7. P. 463–471.
8. Chernyshov E. A., Romanov A. D., Romanova E. A., Baev I. M. Influence of casting technology on the properties of cast steel billet // Steel in Translation. 2019. Vol. 49, Iss. 1. P. 29–33.
9. Хлыбов А. А., Кабалдин Ю. Г., Аносов М. С. Влияние параметра кристаллической решетки на хрупкое разрушение металлов при низких температурах // Машиностроение: cетевой электронный научный журнал. 2019. Т. 7. № 4. С. 22–26.
10. Гусева А. А., Петрова В. Ф. Исследование влияния повторной термической обработки на вязко-пластические свойства бесшовных труб из низкоуглеродистых марок стали / Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. Т. 229, № 6. С. 87–90.
11. Андреев А. К., Смирнова Ю. А., Давлатов А. Н., Давлатова С. О. Усовершенствование технологии термической обработки малоперлитной стали для отливок / В сб.: Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке : Материалы VIII Международной научно-технической конференции. 2017. С. 90–91.
12. ГОСТ 32400–2013. Рама боковая и балка надрессорная литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. – Введ. 01.07.2014. – М. : Стандартинформ, 2014.
13. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. – Введ. 01.01.1983.
14. ГОСТ 9454–78. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. – Введ. 01.01.1979.
15. ГОСТ 25593–83. Пасты алмазные. ТУ. – Введ. 01.01.1984.
16. ГОСТ 4461–77. Кислота азотная. ТУ. – Введ. 01.01.1979.
17. Shen D. D., Song S. H., Yuan Z. X., Weng L. Q. Effect of solute grain boundary segregation and hardness on the ductile-to-brittle transition for a Cr-Mo low-alloy steel // Materials Science and Engineering: A. 2005. Vol. 394, Iss. 1-2. P. 53–59.
18. Feng X. W., Wang H. B., Xie J., Shen Y. F., Xue W. Y., Liu Z. Y. Microstructure and nanoindentation hardness of shot-peened ultrafine-grained lowalloy steel // Journal of Iron and Steel Research, International. 2019. Vol. 26, Iss. 5. P. 472–482.
19. Богданов Р. А., Давыдов С. В., Болдырев Д. А. Влияние химического состава на ударную вязкость ответственных вагонных отливок из стали 20ГЛ // Сталь. 2019. № 12. С. 48–51.
20. Солнцев Ю. П. Хладостойкие стали и сплавы : учебник для вузов. – СПб. : Химиздат, 2017. – 476 c.