UK: Постановка проблеми. Тенденції розвитку в галузі машинобудівних матеріалів демонструють стійку тенденцію до підвищення їх міцності, в'язкості та пластичності. Це особливо виражено для сталей, оскільки вони конкурують з легкими сплавами та композитними матеріалами в багатьох сферах застосування.
Поліпшення механічних властивостей сталей намагаються досягти шляхом утворення дисперсних складових
мікроструктур, які можуть досягати нанорозміру, що забезпечує суттєве підвищення міцності без шкоди для
в’язкості та пластичності металовиробів. Мета статті – аналіз сучасних способів отримання в сталевих
виробах дисперсного структурного стану (наноструктурованого бейніту), який забезпечує поєднання високої
міцності та пластичності в них. Результати досліджень. Здійснено аналіз літературних джерел, які присвячені
перспективам отримання високоміцних сталей третього покоління з можливістю отримання дисперсних
структурних станів, як нанобейнітові, безкарбідні бейнітні при реалізації обробки сталей по різним
технологіям, у тому числі і по режимам Q&P (Quenching and Partitioning). Зазначено, що високовуглецеві
наноструктуровані бейнітні сталі виготовляються шляхом тривалої ізотермічної термічної обробки у нижньому
температурному інтервалі перетворення аустеніту, який зазвичай вище за температуру початку мартенситного
перетворення (Мп). Показано, що час перетворення можна скоротити за допомогою додавання до складу сталей
легуючих елементів, або попереднім утворенням мартенситу перед ізотермічним бейнітним перетворенням
(тобто охолодження здійснюється нижче Мп, а потім температура металу підіймається вище Мп). Розглянуто
метод отримання високоміцних матеріалів, який полягає в розробці низьковуглецевого наноструктурованого
бейніту, який можна отримати за відносно невеликий час перетворення з міцністю, подібною до тієї, що була
досягнута для високовуглецевої наноструктурованої сталі, а також з покращеною пластичністю і в'язкістю.
Зазначено, що однією з розроблених модифікацій Q&P-технології є BQ&P (B – bainite). Суть даної технології
полягає в отриманні безкарбідного бейніту на стадії первинного гартування. Виконано огляд сучасних
тенденцій у розробці перспективних технологій термічної обробки високоміцних нанобейнітних сталей.
Висновок. Показано, що сталі зі структурою нанобейніту характеризуються унікальним поєднанням високої
міцності, пластичності та ударної в'язкості. Визнано, що отримання нанобейнітного структурного стану
можливе в сталях та сплавах з різним вмістом вуглецю та легуючих елементів. Розглянута інноваційна
багатоступенева термічна обробка, яка поєднує процеси бейнітизації та гартування і розподілу (BQ&P).
Показано можливість здійснення технологічних впливів на метал з метою отримання структури нанорозмірного
бейніту способом, який буде прийнятним для промислового виробництва металовиробів. Зазначено, що для
підвищення конструкційної міцності в умовах зменшення жолоблення та деформації металовиробів складної
геометричної форми доцільно використовувати термічне зміцнення з отриманням бейнітного або феритобейнітного структурного стану.
EN: Statement of the problem. Trends in the development of engineering materials show a steady tendency toward increasing strength, toughness, and ductility. This is especially evident for steels, as they compete with lightweight alloys and composite materials in many fields of application. Improvements in the mechanical properties of steels are being pursued through the formation of exceptionally fine microstructures, reaching the nanoscale. This ensures a significant increase in strength without compromising toughness and ductility. The purpose of the article is to analysis of modern methods for obtaining a dispersed structural state (nanostructured bainite) in steel products, which provides a combination of high strength and ductility in them. Research results. The article analyzes scientific literature on the prospects of obtaining high-strength steels of the third generation with the possibility of obtaining such dispersed structural states as nanobainitic, carbide-free bainitic steels when implementing steel processing by Q&P (Quenching and Partitioning) modes. It is noted that high-carbon nanostructured bainitic steels are made by prolonged isothermal heat treatment at low temperatures above the temperature of the onset of martensitic transformation. It is shown that the transformation time can be reduced by adding alloying elements to the steel composition, ausforming, or by preliminary formation of martensite before isothermal bainite transformation. A method of obtaining high-strength materials is considered, which consists in the development of low-carbon nanostructured bainite, which can be obtained in a relatively short transformation time with strength similar to that achieved for high-carbon nanostructured steel, as well as with improved ductility and toughness. It is noted that one of the developed modifications of the Q&P technology is BQ&P (B – bainite). The essence of this technology is to obtain carbide-free bainite at the stage of primary quenching. A review of current trends in the development of promising technologies for heat treatment of high-strength nanobainitic steels is made. Conclusion. It is shown that steels with a nanobainite structure are characterized by a unique combination of high strength, ductility, and impact strength. It is indicated that nanobainite can be obtained in steels and alloys with different carbon and alloying elements. It is noted that many studies have been devoted to the development of low-carbon nanostructured bainite, which can be obtained in a relatively short transformation time with strength similar to that achieved for high-carbon nanostructured steel, as well as with improved ductility and toughness. An innovative multi-stage heat treatment combining bainitization and quenching and distribution (BQ&P) processes is considered. It is shown that it is possible to carry out technological effects on metal in the laboratory and obtain the structure of nanoscale bainite in a way that will be acceptable for the industrial production of metal products.
