Influence of Hot Plastic Deformation on Properties of the Carbon Steel
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine
Abstract
ENG: Purpose. Determination of the influence of hot plastic deformation degree on the set of carbon steel properties. Methodology. Steel with 0.6 % carbon was used for the study. The steel structure corresponded to the state after compression at 1,240 °C. Mechanical properties were determined by the tensile curve, friction stress of the ferrite crystal lattice and resistance of interphase boundary pearlite to propagation of deformation were estimated. Findings. Depending on the structural state of austenite, dispersion of pearlite colonies is accompanied by different rates of change in the properties of carbon steel. For pearlite formed from austenite after annealing, the strain hardening coefficient and maximum ductility are inversely proportional. For pearlite formed from austenite with preserved substructure after hot deformation, the strain hardening coefficient and maximum ductility are related through the proportional relationship. Originality. Preservation of the substructure of hot-deformed austenite affects propagation deformation in pearlite of the steel. Against the background of decreasing friction stress of the ferrite crystal lattice, there is an increase in resistance of ferrite-cementite boundary of the pearlite to the spread of deformation. Practical value. For carbon steels with a pearlite structures, the accelerated increase in ductility from maintaining the proportion of hot work hardening of the austenite will improve technology for manufacturing rolled products of large sections. When producing thermally strengthened rolled products, achieving a simultaneous increase in strength and plastic properties is ensured by increasing ability of metal to strain hardening.
UKR: Мета. Визначення впливу ступеня гарячої пластичної деформації на комплекс властивостей вуглецевої сталі. Методика. Для дослідження використана сталь з 0,6 % вуглецю. Структура сталі відповідала стану після обтиснення за температури 1240 °С. Механічні властивості визначали за кривою розтягу, оцінювали напруження тертя кристалічної решітки фериту та опір міжфазної межи перліту розповсюдженню деформації. Результати. Залежно від структурного стану аустеніту, диспергування перлітних колоній супроводжується різним темпом зміни властивостей вуглецевої сталі. Для перліту, що сформований з аустеніту після відпалу, коефіцієнт деформаційного зміцнення й максимальна пластичність пов’язані обернено пропорційною залежністю. Для перліту, що утворюється з аустеніту зі збереженою субструктурою після гарячого обтиснення, коефіцієнт деформаційного зміцнення й максимальна пластичність пов’язані пропорційним співвідношенням. Наукова новизна. Збереження субструктури гарячедеформованого аустеніту впливає на розповсюдження деформації в перліті сталі. На фоні зниження напруження тертя кристалічної решітки фериту, відбувається збільшення опору межи ферит-цементит перліту, розповсюдженню деформації. Практична значимість. Для вуглецевих сталей із перлітною структурою прискорене підвищення пластичності за рахунок збереження частки гарячого зміцнення аустеніту дозволить удосконалити технологію виготовлення прокату великого профілю. При виробництві термічно зміцненого прокату досягнення одночасного підвищення міцності та пластичних властивостей забезпечується підвищенням здатності металу до деформаційного зміцнення.
UKR: Мета. Визначення впливу ступеня гарячої пластичної деформації на комплекс властивостей вуглецевої сталі. Методика. Для дослідження використана сталь з 0,6 % вуглецю. Структура сталі відповідала стану після обтиснення за температури 1240 °С. Механічні властивості визначали за кривою розтягу, оцінювали напруження тертя кристалічної решітки фериту та опір міжфазної межи перліту розповсюдженню деформації. Результати. Залежно від структурного стану аустеніту, диспергування перлітних колоній супроводжується різним темпом зміни властивостей вуглецевої сталі. Для перліту, що сформований з аустеніту після відпалу, коефіцієнт деформаційного зміцнення й максимальна пластичність пов’язані обернено пропорційною залежністю. Для перліту, що утворюється з аустеніту зі збереженою субструктурою після гарячого обтиснення, коефіцієнт деформаційного зміцнення й максимальна пластичність пов’язані пропорційним співвідношенням. Наукова новизна. Збереження субструктури гарячедеформованого аустеніту впливає на розповсюдження деформації в перліті сталі. На фоні зниження напруження тертя кристалічної решітки фериту, відбувається збільшення опору межи ферит-цементит перліту, розповсюдженню деформації. Практична значимість. Для вуглецевих сталей із перлітною структурою прискорене підвищення пластичності за рахунок збереження частки гарячого зміцнення аустеніту дозволить удосконалити технологію виготовлення прокату великого профілю. При виробництві термічно зміцненого прокату досягнення одночасного підвищення міцності та пластичних властивостей забезпечується підвищенням здатності металу до деформаційного зміцнення.
Description
I. Vakulenko: ORCID 0000-0002-7353-1916; S. Plitchenko: ORCID 0000-0002-0613-2544;
Keywords
carbon steel, austenite, pearlite, dislocation, strain hardening, вуглецева сталь, аустеніт, перліт, дислокація, деформаційне зміцнення, КІСЕ
Citation
Vakulenko I. O., Plitchenko S. O. Influence of Hot Plastic Deformation on Properties of the Carbon Steel. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024. No. 2. P. 45–51. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-2/045.