К вопросу о формировании вторичных границ в центробежнолитой стали 40х25н20с2

Abstract

RU: Цель. Изучение особенностей формирования вторичных границ в процессе кристаллизации центробежнолитой стали 40Х25Н20С. Методика. Исследована микроструктура трубных заготовок из стали 40Х25Н20С2, полученных на горизонтальных машинах центробежного литья. Особенности образования вторичных зеренных границ в стали 40Х25Н20С2 исследовали в литом состоянии и после отжига при температурах 1100 и 1200 о С с выдержкой один и пять час. Проводили металлографические (Неофот-21) и электронномикроскопические исследования JSM-35, "Теsla ", ЭМВ-100Б. Результаты. Изменения технологических параметров центробежного литья, приводящие к уменьшению зоны транскристаллизации и увеличению поверхностных зон равноосных кристаллов в структуре, позволяют ослабить склонность к хрупкому межкристаллитному разрушению. В исследуемых отливках возникают горячие трещины кристаллизационного происхождения, а также полигонизационные трещины. Показано, что на образование кристаллизационных трещин существенное влияние оказывает химическая неоднородность, а на образование полигонизационных трещин - субструктурная неоднородность, обуславливаемая формированием вторичных границ. Научная новизна. Обсуждаются основные источники образования вторичных границ в центробежнолитой стали по полигонизационному механизму. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют использовать вторичные границы для торможения развития межзеренных трещин.

UK: Мета. Вивчення особливостей формування вторинних границь в процесі кристалізації відцентроволитої сталі 40Х25Н20С. Методика. Досліджено мікроструктура трубних заготовок з сталі 40Х25Н20С2, отриманих на горизонтальних машинах відцентрового лиття. Особливості утворення вторинних зерен границь в сталі 40Х25Н20С2 досліджували в литому стані і після відпалу при температурах 1100 і 1200 о С з витримкою одну і п'ять годин. Проводили металографічні (Неофот-21) та електрономікроскопічні дослідження JSM-35, "Теsla", ЕМВ-100Б. Результати. Зміни технологічних параметрів відцентрового лиття, що призводять до зменшення зони транскристалізаціїі збільшення поверхневих зон рівновісних кристалів в структурі, дозволяють послабити схильність до крихкого межкристалітного руйнування. У досліджуваних відливках виникають гарячі тріщини кристалітного походження, а також полігонізаційнітріщини. Показано, що на утворення кристалізаційних тріщин істотно впливає хімічна неоднорідність, а на утворенняполігонізаційних тріщин - субструктурна неоднорідність, обумовлюється формуванням вторинних границь. Наукова новизна. Обговорюються основні джерела утворення вторинних границь у відцентрово-литої сталі по полігонізаційномумеханізму. Практична значимість. Отримані результати дозволяють використовувати вторинні границі для гальмування розвитку межзерених тріщин.

EN: Purpose. Study of the formation of secondary grain boundaries during crystallization in centrifugally-cast billets (steel grade 40Х25Н20С2). Methodology. The microstructure of hollow billets (steel grade 40Х25Н20С2) produced by horizontal centrifugal casting machines was analyzed. Features of secondary grain boundaries in 40Х25Н20С2 steel were examined in the caststate after annealing at temperatures of 1100°C and 1200°C and equalizing for one and five hours. Metallographic (Neophot-21) and electron microscopic (JSM-35, Tesla, EMW-100B) studies were conducted. Findings. It was found that changes in technological parameters of centrifugal casting leading to a reduction of the transcrystallization area and increased surface areas of equiaxed crystals in the structure of centrifugal-cast hollow billets (steel grade 40Х25Н20С2) allow reducing susceptibility to brittle intercrystalline fracture. Hot cracks of crystallization origin and polygonizational cracks form in castings. It is shown that formation of crystallization cracks is significantly affected by chemical heterogeneity, while formation of polygonizational cracks is affected by substructural heterogeneity caused by formation of secondary boundaries. A significant means to reduce susceptibility of cast steel to generation of microfraction is to control the scale and nature of chemical and substructural heterogeneity. Originality. We discuss the main sources of polygonizational formation of secondary grain boundaries in centrifugally-cast steel. Practical value. The obtained results allow using the secondary boundaries to inhibit the development of intergranular cracks.