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

Р. А. Богданов, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика», 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

Рассмотрено комплексное влияние числа зерен, средней площади и твердости зерна на шлифе низколегированной литейной стали 20ГЛ вагонных отливок «Рама боковая» и «Балка надрессорная» на основе статистического и микроструктурного анализа образцов, полученных после мартеновских и электродуговых плавок и однократной и двукратной термической обработки (ТО), на повышение ударной вязкости KCV_–60 > 2,0. Приведена частотная диаграмма зависимости между числом мартеновских и электродуговых плавок и одинаковым уровнем ударной вязкости за 2018 г., с наложением микроструктуры зерна и различным уровнем ударной вязкости (KCV_–60 < 2,0, KCV_–60  2,0 и свыше KCV_–60 > 2,0·10² кДж/м²). Рассмотрена зависимость между числом образцов, полученными мартеновскими плавками и прошедшими 2-ю ТО, и одинаковым уровнем ударной вязкости за 2019 г., с наложением микроструктуры зерна из образцов после 1-й и 2-й ТО и различным уровнем ударной вязкости (KCV_–60 < 2,0 и KCV_–60 > 2,0·10² кДж/м²). Методом оптической микроскопии исследована микроструктура образцов низколегированной литейной стали 20ГЛ вагонных отливок «Рама боковая» и «Балка надрессорная» в рамках поиска причин падения ударной вязкости (KCV_–60 < 2,0). Статистический и микроструктурный анализ массива данных размера и средней площади зерен, их числа и твердости в образцах стали 20ГЛ после однократной и двукратной ТО указал на разные вязкопластические свойства этих отливок. Авторы сделали вывод, что размер зерна и его твердость выступают важнейшими показателями микроструктуры низколегированной стали 20ГЛ и по своему влиянию на ударную вязкость являются уникальными параметрами.

1. Горынин В. И., Оленин М. И. Пути повышения хладостойкости сталей и сварных соединений : монография. – СПб. : ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», 2017. – 340 c.
2. Богданов Р. А., Давыдов С. В., Чухчин Д. Г. Влияние неметаллических включений на ударную вязкость вагонных отливок из стали 20ГЛ // Мат-лы Междунар. науч.-техн. конф. «Обеспечение и повышение качества изделий машиностроения и авиакосмической техники». – Брянск : БГТУ, 2020. С. 45–50.
3. Богданов Р. А. Управление качеством вагонных отливок из стали 20ГЛ в аспекте влияния неметаллических включений // Технология машиностроения и материаловедение : Материалы международной научно-практической конференции. – Новокузнецк : НИЦ МС, 2020. С. 48–52.
4. Богданов Р. А. Фрактографическое исследование неметаллических включений в образцах хладостойкой стали 20ГЛ // Сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. «Технологические исследования: информационное обеспечение, алгоритм проведения, интерпретация результатов». – Казань : Стерлитамак : АМИ, 2020. С. 23–28.
5. Mishchenko V. G., Evseeva N. A. Influence of metallurgical processing on the structure and properties of multicomponent alloy steel // Steel in Translation. 2019. Vol. 49, No. 5. P. 357–360.
6. Sych O. V., Khlusova E. I., Pazilova U. A., Yashina E. A. Structure and properties of the heat-affected zone of low-alloy cold-resistant steel for arctic application // Inorganic Materials: Applied Research. 2018. Vol. 9, No. 6. P. 1076–1089.
7. Nikulin S., Nikitin A., Belov V., Rozhnov A., Turilina V. et al. Acoustic emission analysis of crack resistance and fracture behavior of 20gl steel having the gradient microstructure and strength // Journal of Physics. 2017. Vol. 879. No. 1. P. 120–129.
8. Fonstein N. Advanced high strength sheet steels: physical metallurgy, design, processing and properties // BRD: Springer International Publishing. 2015. 396 p.
9. Fonstein N. Automotive steels: design, metallurgy, processing and applications. – USA : Springer International Publishing, 2016. P. 169–216.
10. ГОСТ 32400–2013. Рама боковая и балка надрессорная литых тележек железнодорожных грузовых вагонов. – Введ. 01-07-2014. – М. : Издательство стандартов, 2013.
11. ГОСТ 9454–78. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. – Введ. 01-01-1979. – М. : Издательство стандартов, 1978.
12. ГОСТ 25593–83. Пасты алмазные. Технические условия. – Введ. 01-01-1984. – М. : Издательство стандартов, 1983.
13. ГОСТ 4461–77. Реактивы. Кислота азотная. Технические условия. – Введ. 01-01-1979. – М. : Издательство стандартов, 1977.
14. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. – Введ. 01-01-1983. – М. : Издательство стандартов, 1982.
15. Цой Б., Лаврентьев В. В. Основы создания материалов со сверхвысокими физическими характеристиками / под ред. Э. М. Карташова, В. В. Шевелева. – М. : Энергоатомиздат, 2004. – 400 с.
16. Астащенко В. И., Западнова Н. Н., Швеева Т. В., Западнова Е. А., Халиков И. Н. Совершенствование требований по структуре и составу сталей низкотемпературного назначения // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2016. Т. 72. № 2. С. 32–37.
17. Кабалдин Ю. Г., Хлыбов А. А., Аносов М. С., Шатагин Д. А., Рябов Д. А. Анализ хладостойкости металлов с различным типом кристаллического строения // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22. № 3. С. 48–55.
18. Кабалдин Ю. Г., Аносов М. С., Зиновьев Ю. А. Исследование хладостойкости материалов для ответственных узлов технических средств, работающих при низких температурах // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2016. Т. 4. № 2. С. 14–17.
19. Резник А. С., Бублик М. В. Хладостойкие АГС-стали – инновационные материалы для эксплуатации в арктических условиях // Актуальные проблемы социально-экономического развития общества : сб. тр. по мат-лам I Национальной науч.-практ. конф. филиала ФГБОУ ВО «КГМТУ» / под общ. ред. Е. П. Масюткина. – Феодосия, 2019. С. 167–170.
20. Полецков П. П., Денисов С. В., Никитенко О. А., Гущина М. С., Стеканов П. А. Исследование влияния многостадийной термической обработки на особенности формирования микроструктуры криогенной конструкционной стали // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2018. Т. 16. № 2. С. 29–40.