ОБРАТНЫЕ ε → γ ПРЕВРАЩЕНИЯ В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ И СПЛАВАХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 539.3

ОБРАТНЫЕ £ ^ у ПРЕВРАЩЕНИЯ В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ И СПЛАВАХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

© Н.А. Клевцова1*, М.В. Фесенюк1*, В.Ю. Задорожный2*, Г.В. Клевцов1'

1 Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Россия, e-mail: [email protected] 2) Государственный технологический университет (Московский институт стали и сплавов),

г. Москва, Россия

Ключевые слова: аустенитная структура; є-мартенсит; магнитное поле; обратное є ^ у превращение; рентгеноструктурный анализ.

Обнаружено, что в результате воздействия магнитного поля в сплаве Бе-Сг-Мп-У имеет место обратное є ^ у превращение. Воздействие магнитного поля на охлажденный до температуры -196 °С сплав с двухфазной (у + є) структурой приводит к частичному обратному є ^ у превращению, а обработка магнитным полем до охлаждения -стабилизирует структуру аустенита по отношению к мартенситному превращению при охлаждении.

В качестве исследуемого материала был использован сплав Бе-Сг-Мп-У (0,43 % С; 6,0 % Сг; 18,0 % Мп; 1,0 % У). После закалки от температуры 1150 °С в воде сплав имеет двухфазную (у + є) структуру со средним размером аустенитного зерна dср = 7,5 10-5 м. Для определения количества у- и є-фазьі в сплаве использовали рентгеновский дифрактометр ДР0Н-2.0 и металлографический микроскоп МИМ-8. Объемное содержание фаз в эффективно рассеивающем слое материала (около 23 мкм) определяли по интегральной интенсивности рентгеновских дифракционных линий (111) Ка у-фазы и (101) Ка 8-фазы, используя методику [1, 2]. Погрешность определения объемного содержания фаз в сплаве по данной методике составляет 3-5 % [2].

Исследуемый сплав после закалки имел двухфазную у + є структуру. Объемное содержание у-аустенита и є-мартенсита в сплаве равно соответственно 77 и 23 % (рис. 1, а).

После закалки сплав подвергали следующим воздействиям: 1. Образцы из закаленного сплава помещали на 20 минут в постоянное магнитное поле с магнитной индукцией 4 Тл. Определяли фазовый состав сплава. Затем образцы снова подвергали закалке и определяли фазовый состав. 2. Образцы из закаленного сплава повторно подвергали закалке и определяли фазовый состав.

Обнаружено, что после воздействия на закаленный сплав магнитного поля с магнитной индукцией 4 Тл количество є-мартенсита в сплаве уменьшилось с 23 до 10 % (рис. 1, б). Можно предположить, что в результате воздействия магнитного поля 4 Тл в исследуемом сплаве произошло обратное є ^ у превращение.

После воздействия на сплав магнитного поля и последующей закалки сплав становится однофазным (100 % у-аустенита). Следовательно, обработка магнитным полем перед второй закалкой способствовала смеще-

нию точки начала мартенситных превращений в сплаве в сторону низких температур.

В том случае, когда повторную закалку проводили без воздействия магнитного поля, количество є-мартен сита увеличилось с 23 до 43 %.

Далее были проведены исследования влияния магнитного поля (15 Тл) и охлаждения до температуры -196 °С на фазовый состав сплава после комбинированной обработки ЗМЗ (закалка + обработка магнитным полем 4 Тл, 20 мин + повторная закалка), в результате которой сплав имеет однофазную аустенитную структуру.

После обработки ЗМЗ сплав подвергали следующим воздействиям: 1. Образцы сплава в состоянии ЗМЗ охлаждали до температуры -196 °С, определяли фазовый состав, помещали в магнитное поле с магнитной индукцией 15 Тл и снова определяли фазовый состав. 2. Образцы сплава в состоянии ЗМЗ помещали в магнитное поле с магнитной индукцией 15 Тл, затем охлаждали до температуры -196 °С и определяли фазовый состав.

При охлаждении однофазного сплава (в состоянии ЗМЗ) до температуры -196 °С в нем образуется 60 % є-мартенсита и 3 % а-мартенсита. После воздействия на сплав в вышеуказанном фазовом состоянии магнитного поля 15 Тл количество є-мартенсита уменьшилось до 23 %, а а-мартенсит не обнаружен.

Можно предположить, что воздействие на сплав магнитного поля в 15 Тл привело к частичному а ^ ^ є ^ у превращению.

После воздействия на однофазный сплав (в состоянии ЗМЗ) сначала магнитного поля в 15 Тл, а затем охлаждения до температуры -196 °С фазовый состав сплава практически не изменился. Следовательно, обработка магнитным полем до охлаждения сплава способствовала стабилизации аустенита по отношению к мартенситному превращению при охлаждении.

є-фаза у-фаза а)

Рис. 1. Рентгеновские дифрактограммы, полученные после закалки

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено, что в результате воздействия магнитного поля с магнитной индукцией 4 ^ в сплаве Fe-Cr-Mn-V имеет место обратное є ^ у превращение.

2. Воздействие магнитного поля с индукцией 15 Tn на сплав, содержащий 60 % є-мартенсита и охлажденный до температуры -196 °С, приводит к частичному обратному є ^ у превращению, а обработка магнитным полем до охлаждения стабилизирует структуру аустенита по отношению к мартенситному превращению при охлаждении.

ЛИTЕРATУРA

1. Клевцова Н.А., Фролова О.А., Клевцов Г.В. Разрушепие аустепит-ных сталей и мартенситные превращения в пластических зонах. M.: Изд-во Академии Естествозпапия, 2005. 155 с.

2. Р 50-54-52/2-94. Расчеты и испытания па прочпость. Mетод репт-геноструктурного анализа изломов. Определение характеристик

(101) Ка (111) Ка є-фаза у-фаза

б)

сплава (а) и после воздействия магнитного поля в 4 Ti (б)

разрушения металлических материалов рентгеновским методом.

М.: ВНИИНМАШ Госстандарта России, 1994. 28 с.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, проект АВЦП № 1383.

Поступила в редакцию 15 апреля 2010 г.

Klevtsova N.A., Fesenyuk M.V., Zadorozhnyj V.Yu., Klevt-sov G.V. Reversed 8 ^ у transformations in fustenitic steels and alloys under magnetic field influence.

It is revealed, that under the influence of magnetic field in alloy Fe-Cr-Mn-V the reverse 8 ^ у transformation takes place. Influence of a magnetic field on cooled up to temperature -196 °C alloy with two-phase (y + 8) structure leads to partial reversed transformation, and magnetic field treatment before cooling stabilizes austenitic structure in relation to martensitic transformation at cooling.

Key words: austenitic structure; martensite; magnetic field; reversed 8 ^ у transformation; X-ray diffraction analysis.