Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия Аннотация. Материалы, применяемые в экстремальных условиях Крайнего Севера и Арктики, должны обладать комбинацией трудно сочетаемых характеристик: высокой прочностью, пластичностью, вязкостью при низких температурах и свариваемостью, а также характеризоваться низкой чувствительностью к концентраторам напряжений и отсутствием склонности к хрупкому разрушению. Однако традиционные подходы к достижению комплекса свойств материалов, отвечающего условиям эксплуатации, обеспечивают повышение значений одного из свойств с одновременной потерей уровня остальных или некоторых из них. Проблема усугубляется тем, что понижение температуры эксплуатации сопровождается ухудшением пластичности и ударной вязкости материала. Поэтому представленная на мировом рынке продукция удовлетворяет повышенным требованиям только по одному из ключевых параметров, определяющих узконаправленность их применения (либо износостойкость, либо хладостойкость, либо высокая прочность и т. д). Это ограничивает возможность ее применения в условиях одновременного воздействия низких температур, агрессивных сред, статических, динамических, импульсных или циклических нагрузок, а также интенсивного износа. В статье показана необходимость производства новых многофункциональных импортозамещающих материалов, обладающих уникальной комбинацией вышеперечисленных свойств и хладостойкости при температуре до минус 70 °С. Освоение инновационной технологии производства указанных материлов планируется в промышленных условиях ПАО «ММК» совместно с учеными ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова» при поддержке Минобрнауки России. Комбинация основных характеристик разрабатываемых материалов превосходит существующие на мировом рынке материалы аналогичного назначения. Это определяет возможность его одновременного многоцелевого применения в объектах и конструкциях ответственного назначения.
The study of influence of different heat treatment procedures on microstructure and mechanical properties of the new high-strength weldable cold-resistant steel 20G2SMRA (20Г2СМРА) is conducted. Morphology of martensite after steel quenching, as well after quenching and consequent tempering, is examined using optical metallography and electron microscopy. Regularities of varying of microstructure parameters, hardness values (HV1) and impact strength KCV were revealed in this work at the temperature –60 °С depending on heating temperature for quenching and consequent tempering. Amount of residual austenite after quenching starting from the temperatures 850, 950 and 1000 °C was determined using X-ray structural phase analysis. The rational procedure of heat treatment was established as a result of the study; it provides combination of guaranteed yield strength σ0,2 ≥ 600 N/mm2 together with low-temperature impact strength KCV–60 ≥ 50 J/sm2 and ductility δ5 ≥ 17%. The obtained results of investigation are aimed for commercial putting into practice in the conditions of heavy plate production at 5000 rolling mill of Magnitogorsk Iron and Steel Works (MMK). The work was done under financial support of the RF Ministry of Education and Science within the framework of execution of the grant of RF President (Agreement No. 075-15-2020-205 dated 17.03.2020 (int. No. MK-1979.2020.8)).
Problem Statement: As part of the comprehensive project of creating a hi-tech production process, which is carried out by Nosov Magnitogorsk State Technical University together with Termodeform-MGTU LLC at the request of Magnitogorsk Iron and Steel Works, a process is being developed for the production of nanostructured flat rolled products having a unique combination of mechanical properties and capable of substituting similar imported products. Objectives: The objective is to look at how the chemical composition and the heat treatment conditions effect the hardness and the impact strength of nanostructured high-strength rolled sheet steel. Methods Applied: With the help of the Termodeform-MGTU laboratory facilities, a number of ingots were produced, which had various chemical compositions and which were later exposed to hot deformation and different modes of heat treatment. After the heat treatment, a number of samples were prepared from the sheets for hardness and impact testing. The results of the mechanical tests were then analysed for statistics. Originality: The originality of this work includes the mathematical dependences established which show how the chemical composition and the heat treatment conditions can effect the hardness and the impact strength in high-strength rolled sheet steel. Findings: Following the statistical analysis of the experimental data, equations were obtained that show how the chemical composition and the heat treatment conditions effect the hardness and the impact strength of high-strength rolled sheet steel. Also, it was found that the temperature range of 250 to 400 °C does not prove to be a good tempering temperature for high-strength Cr-Ni-Mo-V steel with 0.3% of carbon as it can lead to constant temper brittleness. Practical Relevance: The mathematical dependences established enable to create new or improve the current high-strength rolled sheet steel production processes.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.