Особливості застосування неізотермічної витримки у процесі сфероїдизуючого відпалу низьковуглецевої сталі

UKR: Для гетерогенних сплавів істотну роль в забезпеченні необхідного комплексу технологічних властивостей грає структурний стан, в даному випадку – морфологія мікроструктури, що отримується після термічної обробки. В разі використання холодної висадки необхідна технологічна пластичність забезпечується сферичною (глобулярною) морфологією часток надлишкових фаз. У зв’язку з цим, сталеві заготовки, призначені для здобуття виробів холодною висадкою, піддають сфероїдизуючому відпалу, який, в основному, здійснюється в печах з тривалістю режиму до десяти і більше годин. У зв’язку з цим операція сфероїдизуючого відпалу характеризується значними енергетичними витратами. Для інтенсифікації процесу сфероїдизації запропоновано різні схеми попередніх обробок, які грунтуються на збільшенні дисперсності часток карбідів і дефектності кристалічної решітки матриці шляхом зниження температури розпаду аустеніту в області евтектоїдного перетворення. При цьому тривалість процесу скорочувалася до декількох годин при практично незмінному типі режиму відпалу. Вивчення особливостей інтенсифікації сфероїдизуючого відпалу та факторів, які впливають на швидкість процесу сфероідизації цементиту низьковуглецевих сталей має велике практичне значення. В даній роботі досліджено використання нагріву оброблювального металу внутрішнім теплоносієм із застосуванням неізотермічної витримки з підвищенням температури та глибоким переохолодженням у процесі сфероїдизуючого відпалу низьковуглецевої сталі, вплив перелічених факторів на тривалість процесу сфероідизації. Встановлено, що максимальне скорочення тривалості сфероїдизуючого відпалу з попередньо підготовленою вихідною структурою досягається за рахунок реалізації режиму з глибоким переохолодженням та неізотермічною витримкою (з підвищенням температури). При цьому нагрівання металу здійснюється внутрішнім теплоносієм, що забезпечує отримання ефекту прискорення формування нового зерна. Скорочення тривалості процесу за глибокого переохолодження та неізотермічною витримкою досягається оптимізацієй значень термодинамічного та кінетичного факторів, що визначають швидкість процесу структурних перетворень.

ENG: For heterogeneous alloys, a significant role in ensuring the required set of technological properties is played by the structural state, in this case the morphology of the microstructure obtained after heat treatment. In the case of cold heading, the necessary technological plasticity is provided by the spherical (globular) morphology of the excess phase particles. In this regard, steel billets intended for cold heading are subjected to spheroidizing annealing, which is mainly carried out in furnaces with a duration of up to ten hours or more. In this regard, the spheroidizing annealing operation is characterized by significant energy consumption. To intensify the spheroidization process, various schemes of pretreatments have been proposed, which are based on increasing the dispersion of carbide particles and the defectivity of the matrix crystal lattice by reducing the austenite decomposition temperature in the eutectoid transformation region. In this case, the duration of the process was reduced to several hours with a practically unchanged type of annealing mode. The study of the features of intensification of spheroidizing annealing and factors that affect the speed of the spheroidization process of cementite of low-carbon steels is of great practical importance. This work investigates the use of heating the workpiece metal with an internal coolant using non-isothermal holding with increasing temperature and deep supercooling in the process of spheroidizing annealing of low-carbon steel, the influence of the listed factors on the duration of the spheroidization process. It has been established that the maximum reduction in the duration of spheroidizing annealing with a pre-prepared initial structure is achieved by implementing a regime with deep supercooling and non-isothermal holding (with an increase in temperature). In this case, the metal is heated by an internal coolant, which ensures the effect of accelerating the formation of new grains. Reducing the duration of the process during deep supercooling and non-isothermal holding is achieved by optimizing the values of thermodynamic and kinetic factors that determine the speed of the process of structural transformations.