vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2018-63-4-399-406vestift-402Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYВлияние скорости нагрева цементируемых конструкционных сталей на рост аустенитного зерна в процессе высокотемпературной выдержкиThe influence of the heating rate of cemented constructional steels on the growth of austenitic grain in the process of high-temperature holdingКукарекоВ. А.KukarekoV. A.

доктор физико-математических наук, профессор, начальник центра структурных исследований и трибо-механических испытаний материалов и изделий машиностроения

D. Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Head of the Center for Structural Research and Tribo-Mechanical Testing of Materials and Engineering Products

v_kukareko@mail.ruВалькоА. Л.ValkoA. L.

старший научный сотрудник

Senior Researcher

valkoalex5@gmail.comЧичинА. Н.ChichinA. N.

инженер-технолог II категории

Engineer-technologist of II category

stradale@bk.ruОбъединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси, МинскJoint Institute of Mechanical Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus, MinskМинский тракторный завод, МинскMinsk Tractor Works, Minsk201811012019634399406Copyright © Кукареко В.А., Валько А.Л., Чичин А.Н., 20192019Кукареко В.А., Валько А.Л., Чичин А.Н.Kukareko V.A., Valko A.L., Chichin A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/402

Исследовано влияние режима нагрева образцов конструкционных цементируемых сталей 20ХН3А, 20ХГНР и 15ХГН2ТА на величину аустенитного зерна после высокотемпературной изотермической выдержки при 1000 °С. Показано, что нагрев сталей со скоростью 1,2–3,0 °С/мин в интервале фазового α→γ превращения стабилизирует зеренную структуру сталей и приводит к замедлению кинетики роста аустенитного зерна при длительной высокотемпературной выдержке, что позволяет повысить температуру химико-термической обработки сталей. Сделано заключение, что стабилизация зеренной структуры сталей связана с образованием при медленном нагреве сегрегаций примесных атомов и частиц на границах зерен с высокоугловой разориентацией, что препятствует миграции границ зерен в процессе длительной высокотемпературной выдержки. Проведена высокотемпературная химико-термическая обработка партии заготовок из стали 20ХН3А по экспериментальному режиму со ступенчатым нагревом в интервале фазового α→γ превращения, обеспечившему получение качественной мелкозернистой структуры цементированного слоя.

The influence of the heating mode of samples of constructional cemented steels 20ХН3А, 20ХГНР and 15ХГН2ТА on the value of austenite grain after high-temperature isothermal aging at 1000 °С is studied. It is shown that the heating of steels at a rate of 1.2–3.0 °C / min in the phase-transformation interval stabilizes the grain structure of the steels and leads to a slowing down of the kinetics of the growth of austenite grains during prolonged high-temperature aging, which makes it possible to increase the temperature of the chemical-thermal treatment of steels. It is concluded that the stabilization of the grain structure of steels is associated with the formation of segregation of impurity atoms and particles at grain boundaries with high-angle disorientation during slow heating, which prevents migration of grain boundaries in the process of prolonged high-temperature aging. A high-temperature chemical-thermal treatment of a batch of billets from steel 20ХН3А under experimental conditions with stepwise heating in the phase-transformation interval provided a qualitative fine-grained structure of the cemented layer.

наследственно-мелкозернистые конструкционные стали для цементациискорость нагреваразмер аустенитного зернаinherent fine-grained constructional steels for case-hardeningheating rateaustenitic grain sizeReferencesМодернизация термического производства РУП «МТЗ» на основе применения вакуумной технологии химико- термической обработки / А. Н. Карась [и др.] // Механика машин механизмов и материалов. – 2013. – № 1. – С. 41–46.Karas A. N., Firsov I. V., Kolesnikov A. E., Vityaz P. A., Shipko A. A., Rudenko S. P., Valko A. L. Modernization of thermal manufacture RUP «MTZ» on the basis of application of vacuum technology chemical thermal processing. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov = Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials, 2013, no. 1, pp. 41–46 (in Russian).Высокотемпературная вакуумная цементация – резерв по снижению энергоемкости производства и улучшению качества зубчатых колес трансмиссий энергонасыщенных машин / А. А. Шипко [и др.] // Литье и металлургия. – 2016. – № 2. – С. 104–109.Shipko A. A., Rudenco S. P., Valko A. L., Chichin A. N. High-Temperature vacuum cementation – the reserve to reduce the energy intensity of manufacture and improve the quality of transmission gearwheels of high-energy machines. Litie i metallurgia [Casting and Metallurgy], 2016, no. 2, pp. 104–107 (in Russian).Садовский, В. Д. Структурная наследственность в стали / В. Д. Садовский. – М.: Металлургия, 1973. – 208 с.Sadovskiy V. D. Structure Heredity in Steel. Moscow, Metallurgiya Publ., 1973. 208 p. (in Russian).Кукареко, В. А. Закономерности роста аустенитного зерна в стали 18ХНВА / В. А. Кукареко // Металловедение и термическая обработка. – 1981. – № 9. – С. 15–17.Kukareko V. A. Regularities in the growth of austenitic grains in 18CrNiWА steel. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka = Metal Science and Heat Treatment, 1981, no. 9, pp. 15–17 (in Russian).Орлов, А. Н. Границы зерен в металлах / А. Н. Орлов, В. Н. Перевезенцев, В. В. Рыбин. – М.: Металлургия, 1980. – 156 с.Orlov A. N., Perevezencev V. N., Ryabin V. V. Boundaries of Grains in Metals. Moscow, Metallurgiya Publ., 1980. 156 p. (in Russian).Грабский, М. В. Структура границ зерен в металлах / М. В. Грабский. – М.: Металлургия, 1972. – 160 с.Grabski M. W. Structure of Grain Boundaries in Metals. Moscow, Metallurgiya Publ., 1972. 160 p. (in Russian).Глейтер, Г. Большеугловые границы зерен / Г. Глейтер, Б. Чалмерс. – М.: Металлургиздат, 1975. – 375 с.Gleiter H., Chalmers B. High-Anglegrain Boundares. Moscow, Metallurgiya Publ., 1975. 375 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.