Исследование влияния термомеханической обработки на свойства стали
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc23(2)205-213Ключевые слова:
броневая сталь, система Fe-C-Si-Mn-Cr-Ni-Mo, плавка, литье, термообработка, деформация, микроструктураАннотация
Статья посвящена исследованию повышения прочностных характеристик стального бронестойкого сплава системы Fe-C-Si-Mn-Cr-Ni-Mo. Рассматривается влияние различных режимов термической обработки и пластической деформации на механические свойства литого сплава. Литье слитков производилось в индукционной печи с использованием стали марки «Сталь 10», молибдена Мч, никеля Н1, хрома ЭРХ-0, углерода в виде графита, алюминия и ферромарганца ФМн90 в качестве шихтовых материалов. Образцы подвергались пластической деформации при температурах 700 и 1100 °С до 50% степени обжатия, с последующим нагревом до 800-1000 °С, выдержкой в течение 15-40 минут и закалкой в различных средах (вода, масло, масло при 100 °С, вода с добавлением NaCl). Отпуск осуществлялся при температурах 200 и 500 °С в течение 2-8 часов. Деформация проводилась на 100-тонном гидравлическом прессе ROSSVIK HJ0813CE при скорости 1 мм/с в пять проходов. Химический состав определялся на спектрометре Axios 1 kW PANalytical. Микроструктура исследовалась на инвертированном микроскопе Leica DM IRM до и после травления. Механические свойства определялись на разрывной машине РМГ100, твердомере НВ-3000С и маятниковом копре МК-30а. Показано, что при режиме закалки 1000 °С, выдержке 15 минут, охлаждении в воде и последующем отпуске при 500 °С в течение 2 часов прочность на растяжение увеличивается с 849 до 1256 МПа, твердость по Бринеллю – с 251 до 334 HB, ударная вязкость – с 15 до 23 Дж. Научная новизна работы заключается в том, что впервые в Казахстане инициирована разработка технологии получения бронестойких сталей на основе комплексной термомеханической обработки.
Библиографические ссылки
(1) A. Bhattacharya, R.K. Barik, S. Nandy, M. Sen, T.S. Prithiv, S. Patra, R. Mitra, D. Chakrabarti, A. Ghosh, Effect of martensite twins on local scale cleavage crack propagation in a medium carbon armor grade steel, Materialia 30 (2023) 101800. Crossref
(2) L.Y. Wu, W.W. Wang, M.J. Sun, A.J. Styles, Austenite formation kinetics from multicomponent cementite-ferrite aggregates, Acta Mater. 196 (2020) 470–487. Crossref
(3) K. Sato, M. Mitsuhara, K. Nagata, K. Kubushiro, K. Nomura, T. Kimura, Y. Shioda, K. Sawada, K. Kimura, H. Nakashima, Effect of impurity elements on the creep rupture strength of Gr. 91 steel welded joints at 650 °C, Mater. Sci. Eng. A. 903 (2024) 146669. Crossref
(4) C. Kan, L. Zhao, J. Yi, Y. Cao, C. Ma, Y. Peng, Z. Tian, A study on martensite phase evolution of maraging steel induced by thermal cycles during wire arc additive manufacturing based on physical simulation, Mater. Sci. Eng. A. 926 (2025) 147947. Crossref
(5) I.D. Elgy, S.D. Clarke, B.J. Fuller, A.D. Barr, Deformation of Armox 440T plates subject to buried explosive charge detonations: A benchmark for appliqué systems, Int. J. Impact Eng. 50 (2021) 103819. Crossref
(6) B. McDonald, H. Bornstein, G.S. Langdon, R. Curry, Experimental response of high strength steels to localised blast loading, Int. J. Impact Eng. 115 (2018) 106–119. Crossref
(7) A.S. Rajput, S.P. Neog, S. Das, Effect of tempering conditions on microstructure evolution and sliding wear behaviour of continuously cooled carbide-free bainitic steel, Tribol. Int. 204 (2025) 110519. Crossref
(8) G. Krauss, Tempering of martensite in carbon steels, Diff. Transf. HSLA. 2 (2013) 126–150.
(9) X. Liu, L.K. Huang, K.X. Song, F. Liu, Effect of vanadium microalloying on the deformation behavior and strain hardening of a medium Mn steel, Int. J. Plast. 29 (2025) 104263. Crossref
(10) Q. Wang, R. Li, J. Li, Effect of deformation temperature on microstructure and corrosion properties of hot-compressed 347H stainless steel, Electrochem. Commun. 171 (2025) 107861. Crossref
(11) L. Mustafa, M. Ismailov, I. Tashmukhanbetova, I. Ablakatov, V. Zhumakanova, The effect of modifiers on the strength and impact toughness of carbon fiber reinforced plastics, J. Multidiscip. Appl. Nat. Sci. 5 (2025) 130–140. Crossref
(12) I.K. Ablakatov, B.M. Baiserikov, M.B. Ismailov, M.R. Nurgozhin, Aluminum-lithium alloys: types, properties, application, and production technologies. Overview, Complex Use Miner. Resour. 323 (2022) 5–14. Crossref
(13) I.K. Ablakatov, M.B. Ismailov, L.M. Mustafa, A.F. Sanin, Investigation of the technology of introducing Li, Mg and Zr alloys into aluminum alloy, Complex Use Miner. Resour. 327 (2023) 32–40. Crossref
(14) M.B. Ismailov, I.K. Ablakatov, I.M. Alpysbay, A study on the possibilities of obtaining intermetallic coating of Al-Cu and Cu-Zn systems deposited on metal carrier, Eurasian Chem.-Technol. J. 19 (2017) 81–89.
(15) L.M. Mustafa, I.K. Ablakatov, B.M. Baiserikov, M.B. Ismailov, V.R. Zhumakanova, Research on armor steel technology and ways to improve its mechanical properties, News Natl. Acad. Sci. Repub. Kazakhstan, Ser. Geol. Tech. Sci. 469 (2025) 140–154. Crossref
(16) A.L. Costa e Silva, Non-metallic inclusions in steels – origin and control, J. Mater. Res. Technol. 7 (2018) 283–299. Crossref
(17) J. Campbell, Melting, remelting, and casting for clean steel, Steel Res. Int. 88 (2016) 1–13. Crossref
(18) J.A. Mathews, J. Sietsma, R.H. Petrov, M.J. Santofimia, Austenite formation from a steel microstructure containing martensite/austenite and bainite bands, J. Mater. Res. Technol. 25 (2023) 5325–5339. Crossref
(19) D. Orynbekov, T. Sarsembayeva, A. Kanaev, A. Gulyaredko, Nanoparticle-strengthened-martensitic surface layered constructed steel by plasma hardening rout, J. Nanostruct. 11 (2021) 814–824. Crossref
(20) E.N. Safonov, M.V. Mironova, Surface electric arc hardening of low-carbon steels, Mater. Sci. Forum 989 (2020) 318–323. Crossref
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Л.М. Мустафа, И.К. Аблакатов, А.Д. Байгонов, Б.М. Байсериков, В.Р. Жумаканова, М.Н. Мейирбеков

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


