Влияние режимов термомеханической обработки на формирование специальных границ

Сагура Л. В., руководитель д.т.н. Парусов В. В.

Институт черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины

Границы, проявляющие особые свойства – пониженную поверхностную энергию, слабое линейное натяжение, малую подвижность при высоких температурах и другие, – могут быть отнесены к специальным границам (СГ). К большеугловым специальным относятся также границы, имеющие совпадающие узлы, то есть границы с упорядоченной структурой и со своим периодом.

Границы зерен оказывают существенное влияние на процессы структурообразования, деформацию, пластичность и сверхпластичность. СГ по своим свойствам отличаются от границ общего типа. С понижением энергии границы снижается ее эффективность как препятствия для движущихся дислокаций, диффузионная подвижность и т. д.

До настоящего времени в литературе практически отсутствуют данные о существовании СГ в доэвтектоидном феррите низкоуглеродистых легированных сталей, претерпевших изотермический распад аустенита в диффузионной области температур. В связи с этим представляло интерес провести исследование наявности СГ в низкоуглеродистой легированной стали сварочного назначения Св-08ГНМ.

Определение количества СГ в структуре катанки из стали Св-08ГНМ производилось после двух разных режимов термомеханической обработки (ТМО): режим I (температура виткоукладчика t _в/у = 940-960 ⁰С) и режим II (температура виткоукладчика t _в/у = 980-1000 ⁰С). При этом пользовались двумя разными методиками оценки количества СГ.

По первой методике на каждой фотографии, полученной с помощью оптического микроскопа, методом подсчета анализировали не менее 200 границ, входящих в тройные и четверные стыки. Отношение количества СГ на образцах, охлажденных по режиму II к количеству СГ на образцах, охлажденных по режиму I, составляет 1,40.

По второй методике оценка количества СГ осуществлялась путем определения взаимной ориентации зерен непосредственно на шлифе методом дифракции отраженных электронов (EBSD-анализ) в сканирующем электронном микроскопе. Отношение количества СГ на образцах, охлажденных по режиму II к количеству СГ на образцах, охлажденных по режиму I, составляет 1,49.

Из полученных результатов следует, что в структуре катанки, охлажденной по режиму II термомеханической обработки количество СГ больше.

В процессе роста феррит образует сетку, повторяющую исходное расположение границ зерен аустенита. Так как зарождению зерен феррита, а, следовательно, и зарождению СГ служат границы и субграницы аустенитных зерен, данные исследования дают основание предположить возможность существования СГ в перлите, превращение которого проходит по диффузионному механизму. Исходя из этого, получение СГ в структуре высокоуглеродистой стали при определенных режимах термомеханической обработки позволит повысить технологическую пластичность катанки.