Кинетика превращений аустенита в высокохромистых сплавах железа при непрерывном охлаждении

Автор: Окишев Константин Юрьевич, Савушкина Евгения Сергеевна, Куликов Виталий Юрьевич, Квон Светлана Сергеевна, Созыкина Анна Сергеевна, Омарова Айдана Ержанкызы, Атамбаев Жасулан Нурбаевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy

Рубрика: Металловедение и термическая обработка

Статья в выпуске: 2 т.22, 2022 года.

Бесплатный доступ

В работе разработаны модели, описывающие кинетику двух важнейших диффузионных превращений - выделения вторичных карбидов (Cr, Fe)7C3 из аустенита и перлитного распада - в высокохромистых сплавах железа при непрерывном охлаждении. Для анализа были использованы литературные экспериментальные данные для ряда сплавов разного состава. С использованием ранее разработанных моделей был определён химический состав аустенита к моменту окончания выдержки при аустенитизации, а затем на основании общего выражения, следующего из кинетической теории фазовых превращений, найден конкретный вид уравнения, описывающего изотермическое выделение карбидов из переохлаждённого аустенита. Оказалось, что показатель степени времени n в нём составляет 3/2, что соответствует преимущественному выделению очень дисперсных частиц карбидов. Для перехода к условиям непрерывного охлаждения С-образная кривая изотермического выделения карбидов была приближённо заменена квадратичной параболой. Это позволило при помощи интеграла Шейля - Штейнберга найти связь скорости охлаждения с количеством выделившейся карбидной фазы. Последующее сравнение с наблюдавшимся в эксперименте повышением мартенситной точки позволило определить численные параметры модели и их зависимость от состава карбида в конкретном сплаве. Для перлитного превращения была использована ранее разработанная модель, описывающая параметры температурной зависимости коэффициентов уравнения Аврами в рассматриваемых сплавах от состава аустенита; обобщение на случай непрерывного охлаждения проводилось тем же способом. В результате удалось рассчитать термокинетические диаграммы превращений аустенита в высокохромистых сплавах, в целом хорошо соответствующие экспериментальным.

Еще

Высокохромистые сплавы, аустенит, вторичные карбиды, перлит, кинетика, непрерывное охлаждение, скорость охлаждения, интеграл шейля - штейнберга, мартенситная точка, термокинетическая диаграмма

Короткий адрес: https://sciup.org/147237472

IDR: 147237472

Список литературы Кинетика превращений аустенита в высокохромистых сплавах железа при непрерывном охлаждении

  • Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. 528 с.
  • Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны: структура и свойства. М.: Металлургия, 1983. 176 с.
  • Жуков А.А., Сильман Г.И., Фрольцов М.С. Износостойкие отливки из комплекснолегиро-ванных чугунов. М.: Машиностроение, 1984. 04 с.
  • Чугун: справ. / под ред. А.Д. Шермана и А.А. Жукова. М.: Металлургия, 1991. 576 с.
  • Гарбер М.Е. Износостойкие белые чугуны. М.: Машиностроение, 2010. 280 с.
  • Литой инструмент из хромистых чугунов. Структура и свойства / А.Н. Емелюшин, Д.А. Мир-заев, Н.М. Мирзаева и др. Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2016. 186 с.
  • Kinetic Description of (Cr, Fe)7C3 carbide dissolution in austenite of high-carbon Fe–Cr–C ter-nary alloys / A.S. Sozykia, K.Y. Okishev, A.G. Grebenshchikova, D.A. Mirzaev // Materials Science Forum. 2016. Vol. 870. P. 409–415. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.409
  • Kinetic description of (Cr, Fe)7C3 carbide precipitation from austenite in high-carbon Fe–Cr–C ternary alloys / E.S. Vasyukova, K.Yu. Okishev. A.S. Sozykina et al. // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 265. P. 1005–1010. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.1005
  • Isothermal pearlite formation kinetics in high-chromium cast irons without additional alloying / K.Y. Okishev, E.S. Vasyukova, A.G. Grebenshchikova et al. // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 265. P. 884–888. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.884
  • Maratray F., Usseglio-Nanot R. Atlas: courbes de tranformation de fontes blanches au chrome et au chrome-molybdène. Paris: Climax Molybdenum S.A., 1970. 198 p.
  • Lee B.-J. On the stability of Cr carbides // CALPHAD. 1992. Vol. 16, no. 2. P. 121–149.
  • Окишев К.Ю., Созыкина А.С. Изменение структуры и твёрдости высокохромистых ста-лей и чугунов с температурой нагрева под закалку // Вестник Южно-Уральского государственно-го университета. Серия «Металлургия». 2011. № 14 (231). С. 67–70.
  • Umemoto M., Nishioka N., Tamura I. Prediction of hardenability from isothermal transformation diagrams // Trans. ISIJ. 1982. Vol. 22, no. 8. P. 629–636. DOI: 10.2355/isijinternational1966.22.629
  • Mirzaev D.A., Okishev K.Yu., Mirzaeva K.D. Analytical solution of the problem of diffusional transformation under continuous cooling condition based on isothermal transformation diagram data // Materials Performance and Characterization. 2013. Vol. 2, no. 1. P. 134–152. DOI: 10.1520/MPC20120023
  • Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. Ч. 1: Термодинамика и общая кинетика: пер. с англ. М.: Мир, 1978. 808 с.
Еще
Статья научная