Исследования по влиянию пластической деформации на кинетику формирования зернистого бейнита проводились на примере хромоникелевых сталей типа ХН. В качестве базовой применяли сталь 24ХНАч, в которой варьировали хром и никель в диапазоне 0.5 - 2.5 % с шагом 0.5. Использовали образцы со степенью деформации 30, 50 и 75 %. Из указанных сталей изготавливали цилиндрические штифты диаметром 5 мм, которые запрессовывались в матрицу из стали 30ХН3А, имеющую сходную с исследуемыми сталями термодинамическую характеристику. Прокатку проводили с температуры 1200 ^оС; окончание прокатки при 850 ^оС. Охлаждение после прокатки - на воздухе. Структуру образцов изучали после шлифовки и полировки. Травление проводили травителем натан (4% H₂NO₃ + 96% C₂H₅OH). Визуальное исследование осуществляли на оптическом микроскопе “NEOPHOT-32” с 500- кратным увеличением. Твердость измеряли методом Виккерса на приборе ТП-7р-1.

Проводили рентгеноструктурный анализ образцов стали с разной степенью деформации. Анализ выполняли на установке ДРОН - 2.0 с кобальтом в качестве источника излучения. По рентгенограммам рассчитывали количество остаточного аустенита и размеры блоков мозаики.

Обзор полученных данных позволяет сделать вывод, что высокотемпературная пластическая деформация величиной 25 % изменяет кинетику образования зернистого бейнита на одну ступень по легирующим элементам. Без деформации зернистый бейнит наблюдается в сталях, легированных до 1.5 % хрома и 1 % никеля при содержании углерода 0.2 - 0.25 % . При деформации до 30 % структура зернистого бейнита отмечалась в сталях, в которых количество хрома и никеля уменьшалось на 0.5 % , то есть в сталях, легированных хромом до 1 % и никелем до 0.5 %. При этом чем больше была степень деформации тем меньше требовалось легирующих добавок хрома и никеля для формирования структуры зернистого бейнита. На примере стали 24Х2НАч исследована тонкая структура зернистого бейнита. Результаты измерений приведены в таблице.

Как видно, с увеличением степени деформации прослеживается тенденция повышения содержания остаточного аустенита в структуре стали 24Х2НАч. При этом максимальное содержание аустенита наблюдается при степени деформации 50 %. Более

Таблица

высокие степени пластической деформации снижают этот показатель. При деформации 75 % практически исчезает перистая структура верхнего бейнита. Переохлажденный аустенит превращается в зернистый бейнит и феррит. Вероятно, резкое увеличение количества зернистой структуры объяснимо высокими напряжениями, возникающими в стали при деформации, что способствует распаду именно на зернистые, а не на перистые структуры. При пластической деформации 50% это менее выражено, и в структуре присутствуют оба морфологических типа. Известно, что наибольший размер блоков мозаики имеет мартенсит, а наименьший - феррит. Из таблицы видно, что с увеличением степени деформации растет размер блоков мозаики, а это говорит об увеличении доли закалочных структур в составе металла. Принимая во внимание то, что условия охлаждения были одинаковы, можно предположить наличие изменения кинетики распада переохлажденного аустенита в сторону увеличения прокаливаемости.

Обобщая результаты проведенных исследований, можно заключить, что пластическая деформация изменяет кинетику формирования зернистого бейнита в сторону стимуляции. Следует отметить, что и сама тенденция уменьшения в структуре доли верхнего бейнита крайне выгодна, так как последний характеризуется рядом неудовлетворительных механических свойств.