A. Yu.Kaletin
MECHANICAL PROPERTIES OF THE 38KhS STEEL AFTER ISOTHERMAL QUENCHING IN THE BAINITIC TEMPERATURE REGION
DOI: 10.17804/2410-9908.2017.6.064-070 The mechanical properties of the sparingly alloyed 38KhS steel with a carbon content of 0.36 % and a silicon content of 1.14 % after different isothermal quenching regimes in the bainitic temperature range with different holding times were investigated. It is demonstrated that, after such heat treatment, the structure of carbide-free bainite represented as a two-phase mixture of carbon-depleted bainitic ferrite and carbon-enriched retained austenite with different morphology are formed in the steel. Retained austenite in such carbide-free bainite is substantially enriched with carbon and contains a considerable part of the total carbon content in the steel. It is shown that tempering for 1...2 hours at a temperature of 300 °С raises the values of impact strength of the 38KhS steel after isothermal holdings in the bainitic transformation temperature range resulting in the formation of different proportions of lower lath and upper globular bainite, retained austenite and martensite in the structure. It has been found that, under such tempering, stabilization of retained austenite occurs due to noticeably increased carbon content in it.
Keywords: isothermal quenching, carbide-free bainite, retained austenite, bainitic ferrite, carbon, mechanical properties, strength, impact strength References:
- Bhadeshia H.K.D.H. Bainite in Steels, 3d ed., London, The Institute of Materials, 2016, 616 p. ISBN-13: 978-1909662742.
- Bojarski Z., Bold T. Structure and properties of carbide-free-bainite. Acta Metallurgica, 1974, vol. 22, iss. 10, pp. 1223–1234.
- Caballero F.G., Bhadeshia H.K.D.H. Very strong bainite. Current Opinion in Solid State and Materials Science, vol. 22, iss. 10, pp. 251–257.
- Caballero F.G., Santofimia M.J., Garcia-Mateo C., Chao J., Garcia de Andres C. Theoretical design and advanced microstructure in super high strength steels. Materials and Design, 2009, vol. 30, iss. 6, pp. 2077–2083.
- Caballero F.G., Roelofs H., Hasler St., Capdevila C., Chao J., Cornide J., Garcia-Mateo C. Influence of bainite morphology on impact toughness of continuously cooled cementite free bainitic steels. Materials Science and Technology, 2012, vol. 28, iss. 1, pp. 95–102.
- Soliman M., Mostafa H., El-Sabbah A.S., Palkovski H. Low temperature bainite in steel with 0, 26 wt% C. Materials Science and Engineering A, 2010, vol. 527, iss. 29–30, pp. 7706–7713.
- Shchastlivtsev V.M., Kaletina Yu.V., Fokina E.A. Ostatochniy Austenite v Legirovannykh Stalyakh [Retained Austenite in Alloy Steels]. Ekaterinburg, RIO URO RAN Publ., 2014, 236 p. ISBN 978-5-7691-2384-9. (In Russian).
- Long X.Y., Kang J., Lv B., Zhang F.C. Carbide-free bainite in medium carbon steel. Materials and Design, 2014, vol. 64, pp. 237–245.
- Krishna M.N., Janaki R.G.D., Murty B.S., Reddy G.M., Rao T.G.P. Carbide-free bainitic weld metal: a new concept in welding of armor steels. Metallurgical and Materials Transactions B, 2014, vol. 45, iss. 6, pp. 2327–2337.
- Kaletin A.Yu., Ryzhkov A.G., Kaletina Yu.V. Enhancement of Impact Toughness of Structural Steels upon Formation of Carbide-Free-Bainite. Physics of Metals and Metallography, 2015, vol. 116. iss. 1, pp. 109–114. DOI: 10.1134/S0031918X15010068
- Kaletin A.Yu., Kaletina Yu.V. Evolution of Structure and Properties of Silicon Steels in the Austenite-Bainite Phase Transition. Physics of the Solid State, 2015, vol. 57, iss. 1. pp. 56–61. DOI: 10.1134/S106378341501014X
- Kaletin A.Yu., KaletinaYu.V. Effect of Low-Temperature Tempering on the Properties of Structional Carbide-Free-Bainite Steels. Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures, 2016, iss. 6, pp. 63–68. Available at: http://dream-journal.org/ /DREAM_Issue_6_2016_Kaletin_A.Yu._et_al._063_068.pdf
А. Ю.Калетин
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ 38ХС ПОСЛЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ЗАКАЛКИ В БЕЙНИТНОМ ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР
Исследованы механические свойства экономнолегированной стали 38ХС с содержанием углерода 0,36 % и кремния 1,14% после различных режимов изотермической закалки в бейнитном интервале с различными временами выдержки. Показано, что после таких режимов термической обработки в исследованной стали образуется структура бескарбидного бейнита, представляющая собой двухфазную смесь обедненного по углероду бейнитного феррита и пересыщенного углеродом остаточного аустенита различной морфологии. Остаточный аустенит в бескарбидном бейните существенно обогащен по углероду и содержит значительную часть от общего содержания углерода в стали. Показано, что отпуск при температуре 300 0С в течение 1...2 ч повышает значения ударной вязкости стали 38ХС после изотермических выдержек в интервале температур бейнитного превращения, приводящих к образованию в структуре различного соотношения верхнего и нижнего бейнитного феррита, оста-точного аустенита и мартенсита. Установлено, что при таком отпуске происходит стабилизация остаточного аустенита за счет заметного повышения в нем содержания углерода.
Благодарность: Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема «Кристалл», № 01201463333) при частичной поддержке проекта УрО РАН № 15-17-2-11. Электронно-микроскопическое исследование выполнено в ЦКП «Испытательный центр нанотехнологий и перспективных материалов» ИФМ УрО РАН. Ключевые слова: изотермическая закалка, бескарбидный бейнит, остаточный аустенит, бейнитный феррит, углерод, механические свойства, прочность, ударная вязкость Библиография:
- Bhadeshia H. K. D. H. Bainite in Steels. – 3-d ed. – London : The Institute of Materials. – 2016. – 616 p. – ISBN-13: 978-1909662742
- Bojarski Z., Bold T. Structure and properties of carbide-free-bainite // Acta Metallurgica. – 1974. – Vol. 22, iss. 10. – P. 1223–1234.
- Caballero V. F. G., Bhadeshia H. K. D. H. Very strong bainite // Current Opinion in Solid State and Materials Science. – 2004. – Vol. 8, iss. 3. – P. 251–257.
- Caballero F. G., Santofimia M. J., Garcia-Mateo C., Chao J., Garcia de Andres C. Theoretical design and advanced microstructure in super high strength steels // Materials and Design. – 2009. – Vol. 30, iss. 6. – P. 2077–2083.
- Caballero F. G., Roelofs H., Hasler St., Capdevila C., Chao J., Cornide J., Garcia-Mateo C. Influence of bainite morphology on impact toughness of continuously cooled cementite free bainitic steels // Materials Science and Technology. – 2012. – Vol. 28, iss. 1. – P. 95–102.
- Low temperature bainite in steel with 0, 26 wt% C / M. Soliman, H. Mostafa, A. S. ElSabbah, H. Palkovski // Materials Science and Engineering A. – 2010. – Vol. 527, iss. 29–30. – P. 7706–7713.
- Счастливцев В. М., Калетина Ю. В., Фокина Е. А. Остаточный аустенит в легированных сталях. – Екатеринбург : РИО УрО РАН, 2014. – 236 с. – ISBN 978-5-7691-2384-9.
- Carbide-free bainite in medium carbon steel / X. Y. Long, J. Kang, B. Lv, F. C. Zhang // Materials and Design. – 2014. – Vol. 64. – P. 237–245.
- Carbide-free bainitic weld metal: a new concept in welding of armor steels / M. N. Krishna, R. G. D. Janaki, B. S. Murty, G. M. Reddy, T. G. P. Rao // Metallurgical and Materials Transactions B. – 2014. – Vol. 45, iss. 6. – P. 2327–2337.
- Kaletin A. Yu., Ryzhkov A. G., Kaletina Yu. V. Enhancement of impact toughness of structural steels upon formation of carbide-free bainite // Physics of Metals and Metallography. – 2015. – Vol. 116, no. 1. – P. 109–114. – DOI: 10.1134/S0031918X15010068
- Kaletin A. Yu., Kaletina Yu. V. Evolution of Structure and Properties of Silicon Steels in the Austenite-Bainite Phase Transition // Physics of the Solid State. – 2015. – Vol. 57, iss. 1. – P. 56–61. – DOI: 10.1134/S106378341501014X
- Kaletin A. Yu., Kaletina Yu. V. Effect of low-temperature tempering on the properties of structural carbide-free bainitic steels // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2016. – Iss. 6. – P. 63–68. – URL: http://dream-journal.org/ /DREAM_Issue_6_2016_Kaletin_A.Yu._et_al._063_068.pdf
Библиографическая ссылка на статью
Yu.Kaletin A. Mechanical Properties of the 38khs Steel after Isothermal Quenching in the Bainitic Temperature Region // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2017. - Iss. 6. - P. 64-70. - DOI: 10.17804/2410-9908.2017.6.064-070. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2017-6/2017-6_150.html (accessed: 30.12.2024).
|
