Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11182
Title: Softening of Hardened Medium-Carbon Steel During Heating
Other Titles: Разупрочнение при нагреве закаленной среднеуглеродистой стали
Знеміцнення під час нагрівання загартованої середньовуглецевої сталі
Authors: Vakulenko, Ihor O.
Proidak, Svitlana V.
Vakulenko, Leonid I.
Grischenko, Nikolaj A.
Keywords: microstructure
martensite
cementite
sub-boundaries
hardening
softening
микроструктура
мартенсит
цементит
субграницы
закалка
разупрочнение
мікроструктура
субмежі
гартування
пом’якшення
КПММ
Issue Date: 2019
Publisher: Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Citation: Softening of Hardened Medium-Carbon Steel During Heating / I. O. Vakulenko, S. V. Proidak, L. I. Vakulenko, N. A. Grischenko // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 1 (79). – С. 94–101. – DOI: 10.15802/stp2019/160163.
Abstract: EN: Purpose. The work is aimed to clarify the softening mechanism during the heating of martensite hardened carbon steel, which is of practical importance, especially in the development of the production technology of rolled products with different levels of hardening. Methodology. The samples after martensite hardening were tempered at the temperatures of 300-500˚С. The microstructure was investigated under the electron microscope. Thin foils were made using the Bolman and tweezer methods in chlorous-acetic solution and Morris reagent. Phase distortions of crystalline lattice were determined by the methods of X-ray structural analysis, using the diffractometer. The cold-worked layer of metal after grinding was removed by electrolytic dissolution. Tensile strength brake of the metal was determined using the tensile diagrams of samples using the Instron type machine. Microhardness was measured using the PMT-3 device with indentation load 0.49 N. Findings. When heating the hardened steel to a temperature of 300˚C, the softening effect is mainly related to the rate of reduction of the accumulated as a result of martensitic transformation, density of the crystalline structure defects. The total result is caused by the development of dislocations recombination and strengthening because of the emergence of additional number of cementite particles during the martensitic crystals decomposition. Starting from the heating temperatures of 400˚C and above, the development of polygonization processes in the ferrite is accompanied by the emergence of additional sub-boundaries, which enhance the effect of metal strengthening. With increase in the heating temperature of the hardened steel, the level of strength properties is determined by the progressive softening from the decrease in carbon atoms saturation degree of the solid solution, dislocations density and increase in the size of cementite particles over the effect of strengthening from hindering of mobile dislocations by carbon atoms and the emergence of additional sub-boundaries. Originality. For the tempering temperature of 300-400˚C, the absence of the phase distortion change indicates the emergence of additional factor in strengthening the metal from the formation of sub-boundaries and the dispersion strengthening from the carbide particles. Practical value. The given explanation of the mechanism of structural transformations in the process of tempering in the average temperature range of the hardened carbon steel can be used to optimize the technology of thermal strengthening of rolled metal.
RU: Цель. В работе необходимо провести уточнение механизма разупрочнения при нагреве закаленной на мартенсит углеродистой стали, что имеет важное практическое значение, особенно при разработке технологии производства проката с разным уровнем упрочнения. Методика. Образцы после закалки на мартенсит отпускали при температурах 300–500˚С. Микроструктуру исследовали под электронным микроскопом. Фольги изготавливали методами Больмана и пинцета, в хлорно-уксусном растворе и реактиве Морриса. Искажения второго рода кристаллической решетки определяли по методикам рентгеновского структурного анализа, с использованием дифрактометра. Наклепанный слой металла после шлифования удаляли электролитическим растворением. Временное сопротивление разрушению определяли из диаграмм растяжения образцов при испытаниях на машине типа «Инстрон». Микротвердость измеряли с использованием прибора ПМТ-3, с нагрузкой на индентор 0,49 Н. Результаты. При нагреве до 300˚С закаленной стали эффект разупрочнения связан с темпом снижения накопленной в результате мартенситного превращения плотности дефектов кристаллического строения. Суммарный результат обусловлен развитием рекомбинации дислокаций и упрочнением от появления дополнительных частиц цементита при распаде мартенситных кристаллов. Начиная от температур 400˚С и выше, развитие процессов полигонизации в феррите сопровождается возникновением дополнительных субграниц, которые усиливают эффект упрочнения металла. С ростом температуры нагрева закаленной стали уровень прочностных свойств определяется прогрессирующим разупрочнением от снижения степени пресыщения атомами углерода твердого раствора, плотности дислокаций и увеличения размера частиц цементита над эффектом упрочнения от торможения подвижных дислокаций атомами углерода и возникновения дополнительных субграниц. Научная новизна. Для температур отпуска 300–400 ˚С отсутствие изменения величины искажений второго рода свидетельствует о появлении дополнительного фактора в упрочнении металла от формирования субграниц и дисперсионного упрочнения от карбидных частиц. Практическая значимость. Приведенное объяснение механизма структурных превращений в процессе отпуска в среднем интервале температур закаленной углеродистой стали может быть использовано для оптимизации технологии термического упрочнения проката.
Description: I.Vakulenko: ORCID 0000-0002-7353-1916, S. Proidak: ORCID 0000-0003-2439-3657, L.Vakulenko: ORCID 0000-0003-2616-740X, N. Grischenko: ORCID 0000-0002-0091-1387
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11182
http://stp.diit.edu.ua/article/view/160163/161438
http://stp.diit.edu.ua/article/view/160163/162285
http://stp.diit.edu.ua/article/view/160163
Other Identifiers: DOI: 10.15802/stp2019/160163
Appears in Collections:Статті КПММ
№ 1 (79)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Vakulenko_en.pdf1,27 MBAdobe PDFView/Open
Vakulenko.pdfTranslation1,37 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.