,.l 14
ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ
I977
вып. 2
У Д К 669. 1
5'74' 29 3 :
СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОИСТВД
ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ. СПЛАВОВ С НИОБИЕМ
кремнием на структуру и свойства сплава rFe-200/o Мп. Показано, ,{то комбинировапным-и
методами упрочнения (стареяие, Тмо) лrожво получить в данных сплавах высоИсследовано
Н.
ts. Звuеuнцев, М. С. ХаOыев, В. Д. !,оценко
влияние ниобия и комплексного__легирования
И. Н. Боzачев, Г. Е. ЗвuеurLцева,
ниобием, углеро/IоN,I и
Ж;":|ff:*rНЫе СВОЙСТВа ПРIl УДовлетворительной пластичности и сохранении IIемагза
счет
своеобразного
комплекlса
lсвойств
ропрочFIых
и неlмагнитный сталей. Однако при разработке спла,вов со
специальЕыми свойствами часто встает вопрос о дальнейшем повышении
их прочности
1Iолучают |все большее применение в качестве кавитационностойких, )кажелезомарганцевые
сплавы
и
пластичности,
jильныХ Fе-МП сплавоВ дост,игаетСя лишЬ с учЪтом Ъолноты фазовых
превр.аII1ений при охлаждении и в процессе нагрух<ения [l].
эффективными способами упрочненип сплавов на железомарганцевой
основе являются комбинироъанные методы обработки: сочетание
бов упрочнения и стабилизации получаемого высокопрочного состояния.
_'ри этом_удачное соотношение механических характёристик для нестаИзыrскании
более
эффективных
lспосолл
лВ данной работе приведены результаты иссл,едований сплаво,- ..е200/6
Mn, легированныi ниобием, у.л"родо, и ниобием одновременно.
СплавЫ с нItобиеМ (табл. l) вь]плавляJIИ в индукционной печи в атмосфере аргона
пластической деформации и старения, фазового наклепа или пластичесьiой
деформации с отжига;ми и т. д. [2, 3].
рате Урс-50им с автоматтlческой ретистрациеii иrrтерференционных линъй, электронно\,IлlкроскопичесI(Ilе
- на микроскопе ЭДlВ-l00Л прLl ускоряющем напряжении 100 кв. Температ.чры
начала марl,еIIситных превращениri ОПРеДе1-IЯЛIlСь на дпфференциальном дила(рабочее
се_чение lll0 ял2) . Механйческие испытания проводпли на п,Iашине ИМ-4Р с
;ilааграммной записью.
тометре типа Шевенара _Деформацrr.ч осl,rцествлялась на ,,rаборато|нЪлr прокатном стане
и па установке имАШ 5С 65, образЦы для l{спыТ:ltlий иrrелИ нЬстапдартную форrr,ту
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТДТОВ
влияние ниобия на фазовые превращения в сплаве Г20. Наличие в
сплаве с 20% Mn таких карбидообразующих элементов, lKaK W, V и'Тi
товки закалИвали в воде от Il50,C Il из них изготов;lяли образцы для исс;rедований.
рентгеtlовские исс"цедования фазового состава проводили В железно[,t излучении па аппаll50"
в теченис l2 и'и проковывr.'lи
на пр}rтки И 12 мм2 и плас.rll,ны
бХ l5 лл2. Пос.те прокатки
п,цастпн при коI,IнатЕIой тептпераT)Ipe
ло толщины 1-1,5 лл заго.тограммовой
ltнд),кционной печи,
L.lитки
цы д,ця исследований. Сплавы,
.19гированные ниобием, углеродом
и кремнием, выплавляли в 50-киИ
12 мм, из коlорых после зака.,lки
от 1l50o изготовлялись образгомогенизировали
при
(солержание углерода менее 0,01О/о). Слитки
Содержание
ниобия, }|
0,l4
0,31
0,69
1 ,17
"Ё'.опп ьоО , пропЬur"uли на прутки
lл
!yl||, "^п о.
l,tr
l35
125
l05
I LОДеРЖаНИе
l
25
з8
52
oJ
l, s-фазы.0;
Таблица l
529.4,0 1
6
Стр.2
282
И. Н. Богачев, Г. Е. Звигrlнцева, Н. В. Звигинцев и др
билизирует ауётенит по отношению к образованию,е-фазы [1]. Олнако
введение ниобия BHoсLIT сlвои особенностLl на ГЦК+ГПУ перестройку.
снижает темГIературу начала ,y--+s мартенситного превращения мн и ста!,илатометрические
кривые сплава Г20 и сплава с 0,14% lNb праr<тически
соlвпадаIот, но по мере дальнейшего увеличения содержания ниобия
температура .1Иr, понижается, количество ,е-фазы, rrо сравнению с даFIными
для сплава Г20 в закаленном состоянии, возраста,ет (см. табл. 1).
При этом, согласно дlrлатоlметричеlским и рентгеновским исследованиям,
оптимальное содержание ниобия для наиболее полной y-+€ перестройI<и
состав.пяет -0,70lo. При наличии lB сплаве 1,20/9 iNb наблюдается тенденция
к снижению склонности сплава к образованию ,е-фазы.
При ра,сс,мотрении влияния 0,7-1,2% '}Jb на фазовые превращения
в сплавах Г20 следует остановиться на изменении их склонности к образованию
0-мартенсита.
том, что количество ферромагнитной фазы при больших деформачиях
почти не зависит от сiепЬни деформации. Так, в сплаве с 1,17}q lNb, с_огла,сно
магнитометрическим и,сследованиям, при растяжении на 3-4%
воз}Iикает 5-7olo с-6азы, хотя в разорванныi образцах (le:250/q) содержание
0-мартенсита не превышало l2-10%.
-
которого в сIIJIаве обусловливает повышение прочностных с,войств. Однако
металлографические,иOследования, а такж,е постоянное значение
твердостИ после 6-,z выдерЖек прИ температурах 600-В00О С свидетельствуют,
что в сплаВе Г2OБ tB процессе закалки или отжига не происходит
больше 1Ь/0 Nb, обладающего ограниченной растворимостью в y-решетке,
может вознLIкнуть интерметаллическое соединение FезiNЬ2, наличие
По данным Г4], lrри содержании в rFе-Сr--lNi аустенитных сгIлавах
леродоЙ и -
образование новой фазы.
Структура и свойства сплава f20 при комплексном легировании угдержанием
в сплаве Г2OБ [5], указанные сплавы имеют высокие прочтlостные
свойства (табл. 2).
Таблица 2
0,L% С и 1}q lNb приводит к тому, что при всех степенях деформации
после закалкИ от 1150'С сплавы остаются немагнитными. При этом, несмотря
на то, что количество ,е_фазы уменьшает,ся по сравнению с ее сониобием.
Комплексное легирование сплава Г20 0,2 или
ции при малых стетlенях деформации образования сr-фазы, а с другой, в
Это проявляется, с одной стороны, в актиlв,изаЗакалка
l l50'
Старение 750", 6,z
400"-l00,,8%
400о*100', 160/6
400О* 100О, 2З%
47 ,8
54 ,5
ь/
98, 1
l16
l 05,6
106,4
121 ,1
lзt,7
99 ,6
з9
24
28
|7
10
42
l8
50
40
29
дефектоВ ynuno*n" (д у) в^аустениТе структуРа сплава 20г20Б, полученная
после закалки от 1
располагались внутри зерен (см., напр., рис. l).
из-за напряжений, возникающих В аустените в процессе охлажден,ия
IспЛаВе Г20. отличительныМ является наличие крупных, нерастворившихся
при нагреве на 1150'карбидов ниобия, которые преимуще,ственно
l50'С, подобна наблюдаемой на закаленном
за счет разных коэффициентов линейного расширения аустенита и карбидов,
"Ъпру, карбЙдов происходит образование скоплений дислокаций
ЭлектроннО,микроскоПические исследоваНия показаЛи, r{To как по рас_
положепйю е-фазьi внутри зерна, так и по наличию большого количества
Стр.3