ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В СТРУКТУРЕ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Аннотация
Углерод в структуре стали может находиться в твердом растворе на основе a- и g-железа (на позиции элементов внедрения), на дислокациях (в виде атмосфер Коттрелла и Максвелла), на межфазных (карбид/матрица) и внутрифазных (границы зерен, пакетов и кристаллы пакетного и пластинчатого мартенсита) границах, в частицах карбидной фазы. Количество углерода в твердых растворах на основе a- и
g-железа обычно оценивается по относительному изменению параметра кристаллической решетки этих фаз. Оценку количества углерода в карбидных частицах проводят исходя из химического состава карбида, типа кристаллической решетки и объемной доли частиц карбидной фазы в стали. Для цементита (в предположении стехиометрического состава) подобный расчет осуществлен в работе. Оценка количества углерода, расположенного на дефектах (дислокациях и границах раздела), является наиболее сложным моментом и практически не поддается прямому экспериментальному определению. Из ситуации выходят, используя косвенные методы, например, методы внутреннего трения и микрорентгеноспектрального анализа, а также проводят теоретические оценки. Наиболее полный анализ перераспределения углерода в нелегированных сталях в зависимости от температуры отпуска осуществлен в работе, в случае легированных сталей (состояние закалки и низкотемпературного отпуска) – в работах.
Об авторах
А.А. Юрьев
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия
Россия
Ю.Ф. Иванов
Институт сильноточной электроники СО РАН; Томский политехнический университет
В.Е. Громов
Сибирский государственный индустриальный университет
Е.В. Мусорина
Сибирский государственный индустриальный университет
Ю.А. Рубанникова
Сибирский государственный индустриальный университет
Список литературы
1. Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. – М.: Наука, 1977. – 236 с.
2. Закаленная конструкционная сталь: струк-тура и механизмы упрочнения / Ю.Ф. Ива-нов, Е.В. Корнет, Э.В. Козлов, В.Е. Гро-мов. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2010. – 174 с.
3. Speich G., Swann Р.R. Yield strength and transformation substructure of quenched iron-nickel alloys // J. Iron and Steel Inst. 1965. Vol. 203. No. 4. Р. 480 – 485.
4. Белоус М.В., Черепин В.Т., Васильев М.А. Превращения при отпуске стали. – М.: Ме-таллургия, 1973. – 232 с.
5. Белоус М.В. Распределение углерода по состояниям при отпуске закаленной стали // Металлофизика. Респ. межвед. сб. 1970. № 32. С. 79 – 82.
6. Белоус М.В., Шаталова Л.А., Шейко Ю.П. Состояние углерода в отпущенной и хо-лоднодеформированной стали. Первое превращение при отпуске // ФММ. 1994. Т. 78. № 2. С. 99 – 106.
7. Белоус М.В., Москаленок Ю.Н., Черепин В.Т., Шейко Ю.П., Мешашти С. Состояние углерода в отпущенной и холоднодефор-мированной стали. Объемные эффекты при нагреве закаленных сплавов Fe – C // ФММ. 1995. Т. 80. № 3. С. 103 – 114.
8. Белоус М.В., Новожилов В.Б., Шаталова Л.С., Шейко Ю.П. Распределение углерода по состояниям в отпущенной стали // ФММ. 1995. Т. 79. № 4. С. 128 – 137.
9. Изотов В.И., Козлова А.Г. Распределение углерода в пакете мартенситных кристал-лов и его влияние на прочность закален-ных низколегированных сталей // ФММ. 1995. Т. 80. № 1. С. 97 – 111.
10. Изотов В.И., Филиппов Г.А. Влияние пе-реохлаждения при нормальном -превращении на распределение углерода в феррите низколегированной стали // ФММ. 1999. Т. 87. № 4. С. 72 – 77.
11. Speich G.R. Tempering of low-carbon mar-tensite // Trans. Met. Soc. AIME. 1969. Vol. 245. No. 10. Р. 2553 – 2564.
12. Kalich D., Roberts E.M. On the distribution of carbon in martensite // Met. Trans. 1971. Vol. 2. No. 10. Р. 2783 – 2790.
13. Fasiska E.J., Wagenblat H. Dilatation of al-pha-iron by carbon // Trans. Met. Soc. AIME. 1967. Vol. 239. No. 11. Р. 1818 – 1820.
14. Ridley N., Stuart H., Zwell L. Lattice param-eters of Fe-C austenite of room temperature // Trans. Met. Soc. AIME. 1969. Vol. 246. No. 8. Р. 1834 – 1836.
15. Веселов С.И., Спектор Е.З. Зависимость параметра решетки аустенита от содержа-ния углерода при высоких температурах // ФММ. 1972. Т. 34. № 5. С. 895 – 896.
16. Лахтин Ю.М. Металловедение и термиче-ская обработка металлов. – М.: Металлур-гия, 1977. – 407 с.
17. Thomas G., Sarikaya M. Lath martensites in carbon steels – are they bainitic? – Proc. Itn. Conf. Solid-Solid Phases Transform., Pitts-burgh, Pa, Aug. 10-14, 1981. – Warrendale, Pa, 1982. P. 999 – 1003.
18. Sarikaya M., Thomas G., Steeds J.W. e.a. Solute element partitioning and austenite stabilization in steels. – Proc. Itn. Conf. Sol-id-Solid Phases Transform., Pittsburgh, Pa, Aug. 10-14, 1981. – Warrendale, Pa, 1982. P. 1421 – 1425.
19. Иванов Ю.Ф., Попова Н.А., Гладышев С.А., Козлов Э.В. Взаимодействие углеро-да с дефектами и процессы карбидообразо-вания в конструкционных сталях. – В сб. трудов «Взаимодействие дефектов кри-сталлической решетки и свойства». – Тула: изд. ТулПИ, 1986. С. 100 – 105.
20. Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Никитина Е.Н. Бейнитная конструкционная сталь: струк-тура и механизмы упрочнения. – Новокуз-нецк: изд. СибГИУ, 2015. – 177 с.
21. Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Попова Н.А., Коновалов С.В., Конева Н.А. Структурно-фазовые состояния и механизмы упрочне-ния деформированной стали. – Новокуз-нецк: Полиграфист, 2016. – 510 с.
22. Ivanisenko Yu., Fecht H.J. Microstructure modification in the Surface Layers of Rail-way Rails and Wheels // Steel tech. 2008. Vol. 3. No. 1. P. 19 – 23.
23. Ivanisenko Yu., Maclaren I., Souvage X., Valiev R.Z., Fecht H.J. Shear-induced α→γ transformation in nanoscale Fe-C composite // Acta Mater. 2006. Vol. 54. P. 1659 – 1669.
24. Ning Jiang-li, Courtois-Manara E., Kor-manaeva L., Ganeev A.V., Valiev R.Z., Ku-bel C., Ivanisenko Yu. Tensile properties and work hardening behaviors of ultrafine grained carbon steel and pure iron processed by warm high pressure torsion // Mater. Sci. and Eng. A. 2013. Vol. 581. P. 81 – 89.
25. Gavriljuk V.G. Decomposition of cementite in pearlitic steel due to plastic deformation // Mater. Sci. and Eng. A. 2003. Vol. 345. P. 81 – 89.
26. Li Y.J., Chai P., Bochers C., Westerkamp S., Goto S., Raabe D., Kirchheim R. Atomic-scale mechanisms of deformation-induced cementite decomposition in pearlite // Acta Mater. 2011. Vol. 59. P. 3965 – 3977.
27. Gavriljuk V.G. Effect of interlamellar spacing on cementite dissolution during wire drawing of pearlitic steel wires // Scripta Mater. 2001. Vol. 45. P. 1469 – 1472.
28. Microstructure of quenched rails / V.E. Gromov, A.B. Yuriev, K.V. Morozov, Yu.F. Ivanov Cambridge: CISP Ltd, 2016. – 156 p.
29. Утевский Л.М. Дифракционная электрон-ная микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия, 1973. – 584 с.
30. Ray F. Egerton Physical Principles of Elec-tron Microscopy. An Introduction to TEM, SEM, and AEM. – Berlin: Springer Sci-ence+Business Media, Inc, 2005. – 211 p.
31. Kumar C.S.S.R. (Ed.) Transmission Electron Microscopy Characterization of Nanomateri-als. – New York: Springer, 2014. – 717 p.
32. Barry Carter C., David B., Transmission Electron Microscopy. – Berlin: Springer In-ternational Publishing, 2016. – 518 p.
33. Громов В.Е., Юрьев А.А., Морозов К.В. и др. Эволюция тонкой структуры в поверх-ностных слоях 100-м дифференцированно закаленных рельсов при длительной экс-плуатации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 2. С. 267 – 273.
Рецензия
Для цитирования:
Юрьев А., Иванов Ю., Громов В., Мусорина Е., Рубанникова Ю. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В СТРУКТУРЕ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2017;(4):4-8.
For citation:
Yuryev A., Ivanov Yu., Gromov V., Musorina E., Rubannikova Yu. REDISTRIBUTION OF CARBON IN THE STRUCTURE OF RAIL STEEL AFTER LONG-TERM OPERATION. Bulletin of the Siberian State Industrial University. 2017;(4):4-8. (In Russ.)
Просмотров:
3
Послать статью по эл. почте 