МОДИФІКУВАННЯ Fe–30Mn–10Al–1C СТАЛІ МОЛІБДЕНОМ І БОРОМ. ВПЛИВ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВИЙ СТАН
Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 66-71
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2024.04.066Ключові слова:
TWIP-сталі, Fe-30Mn-10Al-1C, литий стан, модифікування, мікроструктураАнотація
Високомарганцеві сталі з високим вмістом алюмінію (TWIP-сталі) належать до важливих матеріалів сучасності завдяки чудовому поєднанню низької густини та високого рівня механічних властивостей, які можна змінювати в широкому діапазоні шляхом деформаційної і термічної обробки. У виробництві таких сталей надзвичайно велике значення має вихідна
структура виливків та злитків. Подрібнення литої структури TWIP-сталей забезпечує суттєве скорочення часу й енергозатрат і підвищення якості при одержанні готової деформованої продукції. Модифікування тугоплавкими металами, зокрема молібденом, є одним із найефективніших відомих шляхів вирішення цієї задачі. У роботі представлено результати
дослідження структурно-фазових особливостей зразків Fe–30Mn–10Al–1C сталі після додавання 0,25 та 0,75 % мас. молібдену та 0,4 % мас. молібдену разом з 0,003 % мас. бору. Структура немодифікованого сплаву представлена крупнозернистою дендритною будовою з широкими несуцільними межами зерен. Додавання 0,25 % мас. молібдену подрібнює структуру та покращує якість меж зерен. При збільшенні вмісту молібдену до 0,75 % мас. з’являються ознаки утворення феритних дендритів, а структура стає дрібнішою в 2–3 рази порівняно з вихідним сплавом. У структурі зразка присутні неоднорідні тріщиноподібні межі макрозерен. Додавання молібдену близько 0,4 % мас. та бор сприяють формуванню однорідної та рівномірної, як для литого стану, недендритної мікроструктури. Підвищення вмісту молібдену збільшує кількість феритних зерен і малопомітно знижує легованість аустеніту. При цьому відбувається формування зв’язаних молібденом включень MnP. Вони утворюються нерівномірно по межах зерен у вигляді крупних включень. Одночасне введення молібдену та бору сприяло збільшенню частки фериту та його розмірів, а також утворення більш компактних фосфідних включень не по межах зерен і з вищою ефективністю їх зв’язування, на що вказує вдвічі нижчий вміст молібдену в їх складі.
Посилання
Raabe, D., Tasan, C. C., & Olivetti, E. A. (2019). Strategies for improving the sustainability of structural metals. Nature, 575, 64-74. doi:10.1038/s41586-019-1702-5
Tucker, R. (2013). Trends in Automotive Lightweighting. Metal Finishing, 111(2), 23-25. doi:10.1016/S0026-0576(13)70158-2
Yoshimasa, F., & Yasunobu, N. (2019). High strength steel sheets for weight reduction of automobiles. JFE technical report, 24, 1–5. Retrieved from https://www.jfe-steel.co.jp/en/research/report/024/pdf/024-02.pdf
Dhingra, R., & Das, S. (2014). Life cycle energy and environmental evaluation of downsized vs. lightweight material automotive engines. Journal of Cleaner Production, 85, 347–358. doi:10.1016/j.jclepro.2014.08.107
Chen, S. P., Rana, R., Haldar, A., & Ray, R. K. (2017). Current state of Fe-Mn-Al-C low density steels. Prog. Mater. Sci., 89, 345–391. doi:10.1016/j.pmatsci.2017.05.002
Ding, H., Liu, D., Cai, M., & Zhang, Y. (2022). Austenite-Based Fe-Mn-Al-C Lightweight Steels: Research and Prospective. Metals, 12(10), 1572. doi:10.3390/met12101572
Banis, A., Gomez, A., Bliznuk, V., Dutta, A., Sabirov, I., & Petrov, R. H. (2023). Microstructure evolution and mechanical behavior of Fe–Mn–Al–C low-density steel upon aging. Materials Science and Engineering: A, 875, 145109. doi:10.1016/j.msea.2023.145109
Wu, Q., Ding, H., An, X. H., Han, D., & Liao, X. Z. (2015). Influence of Al content on the strain-hardening behavior of aged low density Fe–Mn–Al–C steels with high Al content. Materials Science and Engineering: A, 639, 187–191. doi:10.1016/j.msea.2015.05.002
Chao, C., & Liu, C. (2002). Effects of Mn Contents on the Microstructure and Mechanical Properties of the Fe–10Al–xMn–1.0C Alloy. Materials Transactions, 43(10), 2635–2642. doi:10.2320/matertrans.43.2635
Ren, X., Li, Y., Qi, Y., & Wang, C. (2022). Effect of Micro-Alloyed/Alloyed Elements on Microstructure and Properties of Fe-Mn-Al-C Lightweight Steel. Metals, 12(4), 695. doi:10.3390/met12040695
Rana, R. (Ed.). (2020). X – Ringer Nature Switzerland AG 2020 High-Performance Ferrous Alloys (6 th. ed). Low-density steels. doi:10.1007/978-3-030-53825-5_6
Mijangos, D., Mejia, I., & Cabrera, J. M. (2022). Influence of Microalloying Additions (Nb, Ti, Ti/B, V and Mo) on the Microstructure of TWIP Steels. Metallogr. Microstruct. Anal., 11, 524–536. doi:10.1007/s13632-022-00871-w
Mohrbacher, H. (2010). Principal Effects of Mo in HSLA steels and Cross Effects with MicroAlloying elements. International seminar on applications of Mo in steels. Beijing, China, 74–96.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 А.Ю. Семенко, Ж.В. Пархомчук, В.І. Вейс, Р.Ф. Ліхацький, І.Ф. Ліхацький, А.М. Тимошенко, М.М. Ворон
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
