№81-11
Аналіз кінетики руйнування зразків сталі 10Г2ФБ в залежності від структурного стану
О.М. Ракаєв1, К.А. Зіборов2, І.Ю. Соловйов2, В.В. Філатов2, Д.І. Мамчур1
1Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна
2Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 81:116–122
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/81.116
АНОТАЦІЯ
Мета. Дослідження основних закономірностей кінетики руйнування сталі типу 10Г2ФБ у різних морфологічних типах бейнітної структури.
Методика. Для досягнення мети у роботі використані сучасні методи дослідження структури та властивостей металу, а саме: оптична мікроскопія, растрова електронна мікроскопія, макро- і мікрофрактографічний аналіз поверхонь руйнувань та визначення механічних властивостей.
Результати. Показано і досліджено механізми руйнування сталі 10Г2ФБ з різними морфологічними типами бейнітної структури. Показано і описано саму кінетику руйнування зразків сталі з різними морфологічними типами бейнітної структури. Показано, що, з точки зору кінетики руйнування, сталь 10Г2ФБ дуже добре підходить для використання її при виготовленні металевих конструкцій відповідального призначення.
Наукова новизна. Набули подальшого розвитку теоретичні положення кінетики руйнування низьковуглецевих сталей в залежності від морфології та просторової орієнтації бейнітної складової структури. Вперше для обраних марок сталей показано позитивний вплив формування структур проміжного типу на запобігання крихкого руйнування при використанні в конструкціях відповідального призначення. Прискорене охолодження від температур аустенітизації до 650°С реалізує в’язкий механізм руйнування за рахунок злиття мікропорожнин, таким чином, переважною є пластична деформація наряду з цим присутні елементи квазісколу. При температурі 600°С наряду з ферито-перлітною структурою присутній колонії верхнього бейніту. Поява колоній пояснюється тим, що тріщина розповсюджувалась по бейнітному фериту. Це дозволяє припустити, даний тип колоній мав положення паралельне фронту розповсюдження тріщини.
Практична значимість. Заміна частини елементів каркасу на високоміцну низіковуглецеву мікролеговану ванадієм та ніобієм сталь 10Г2ФБ призведе до зменшення витрат на метал у порівнянні з варіантом, де елементи каркасу виготовлені зі тривіальної сталі 09Г2С, крім того, очікується зниження маси каркасу, що безсумнівно приведе до вагомих матеріальних вигод.
Ключові слова: низьколеговані сталі, бейніт, ферит, навантаження, деформація, поверхні руйнування, растрова мікроскопія, фрактографія.
Перелік посилань
1. Liu, F., Yu, X., Huang, C., He, L., Chen, Y., & Bu, W. (2015). Microstructure and mechanical properties of AerMet 100 ultra-high strength steel joints by laser welding. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., 30(4), 827–830
2. Keehan,E., Zachrisson,J., & Karlsson,L. (2010). Influence of cooling rate on microstructure and properties of high strength steel weld metal.Science and Technology of Welding and Joining,15, 233–238. https://journals.sagepub.com/doi/10.1179/136217110X12665048207692?icid=int.sj-abstract.citing-articles.5
3. Svensson,L.-E. (2007).Microstructure and Properties of High Strength Weld Metals. Materials Science Forum, 539–543, 3937–3942. https://www.semanticscholar.org/paper/eb6b76c01ec0d8067a7e429ed77c1d92592e0498
4. Markashova, L. I., Poznyakov, V. D., Shelyagin, V. D., Berdnikova, E. N., Bernatsky, A. V., & Alekseenko, T. A. (2018). Effect of metal structure on service properties of high-strength steel welded joints produced using different methods of welding. Automatic Welding, 2018(2), 11–18. https://doi.org/10.15407/as2018.02.02
5. Ohtani, H., Okaguchi, S., Fujishiro, Y., & Ohmori, Y. (1990). Morphology and properties of low-carbon bainite. Metallurgical Transactions A, 21(3), 877–888. https://doi.org/10.1007/bf02656571
6. Bramfitt, B. L., & Speer, J. G. (1990). A perspective on the morphology of bainite. Metallurgical Transactions A, 21(3), 817–829. https://doi.org/10.1007/bf02656565
7. Feng,X., Wang,B., Gu,N.,&Ma,X.(2005). Effect of moderate temperature deformation on microstructure of link chain steel 23MnNiCrMo54. Journal of iron and steel research, 3, 42–46. http://caod.oriprobe.com/articles/8919493/Effect_of_Moderate_Temperature_Deformation_on_Microstructure
8. Laukhin, D., Ziborov, K., Fedoryachenko, S., & Rott, N. (2024). Influence of Temperature-Strain Parameters of Shelters Reinforcing Materials on Increasing Properties in the Z-Direction. Materials Science Forum, 1126, 111–118. https://doi.org/10.4028/p-j10tbj