Юрий Вячеславович Долгачев, кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии металлов
344003, г. Ростов на Дону, пл. Гагарина, 1
Yuri V. Dolgachev, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Materials Science and Metal Technology Department
1, Gagarin Sq., Rostov on Don, 344003
Виктор Николаевич Пустовойт, доктор технических наук, профессор кафедры материаловедения и технологии металлов
344003, г. Ростов на Дону, пл. Гагарина, 1
Viktor N. Pustovoit, Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Materials Science and Metal Technology Department
1, Gagarin Sq., Rostov on Don, 344003
Дмитрий Викторович Нефедов, аспирант кафедры материаловедения и технологии металлов
344003, г. Ростов на Дону, пл. Гагарина, 1
Dmitriy V. Nefedov, Postgraduate student of the Materials Science and Metal Technology Department
1, Gagarin Sq., Rostov on Don, 344003
Введение. Изменение свойств сталей с бейнитной структурой имеет практический смысл, т. к. при бейнитном превращении под воздействием магнитного поля возможно улучшение пластичности стали при сохранении или повышении ее прочностных показателей. Научные изыскания в этой сфере касались вопросов влияния магнитного поля на термодинамику и смену сценария фазового превращения. Однако в открытых источниках нет детального описания воздействия магнитного поля на структуру и свойства продуктов промежуточного бейнитного превращения. Цель работы — исследование особенности влияния внешнего магнитного поля на сценарий и кинетику фазового превращения стали.
Материалы и методы. Исследование проводилось на образцах из стали 65Г. Их химический состав контролировали при помощи оптико-эмиссионного спектрометра Magellan Q8. Термическую обработку (резистивный нагрев) проводили в установке для высокотемпературных исследований «ИМАШ 20–75». Температура нагрева — около 1000 °С, время выдержки — 10 минут. Образец охлаждали при помощи водоохлаждаемых электроконтактов. Внешнее магнитное поле напряженностью 400 кА/м и 800 кА/м создавалось электромагнитом, интегрированным в вакуумную камеру установки.
Результаты исследования. Эксперименты подтвердили возможность смены сценария превращения с перлитного на бейнитный при воздействии внешним магнитным полем до 1 МА/м. Получены изображения микроструктуры и поверхностного рельефа образцов после охлаждения в магнитном поле. Проанализированы кинетические изменения и зависимости объемных скоростей превращения от времени изотермической выдержки. Установлено, что действие постоянного магнитного поля напряженностью 1,6 МА/м увеличивает объемную скорость превращения в 1,808 раза (для стали 65Г) и в 1,687 раза (для стали 45Х).
Обсуждение и заключение. Зафиксированы результаты наблюдений за изменением поверхностного рельефа при охлаждении без магнитного поля и в магнитных полях различной напряженности. Это позволило сделать вывод о стимуляции внешним магнитным полем бейнитного превращения вместо исходного перлитного. Микроструктурные изменения объясняются влиянием поля на магнитное состояние исходной фазы.
Introduction. It makes practical sense to change the properties of steels with a bainite structure, as with bainite transformation under the influence of a magnetic field, it is possible to improve the ductility of the steel while maintaining or even increasing its strength. Scientific research in this area has focused on the influence of the magnetic field on thermodynamics and on the change in the phase transformation scenario. However, there is no detailed description in open sources of the effect of a magnetic field on the structure and properties of the products of intermediate bainite transformation. The aim of the work is to study the peculiarities of the influence of an external magnetic field on the scenario and kinetics of phase transformation of steel.
Materials and Methods. The study was conducted using samples made of 65G steel. Their chemical composition was monitored using a Magellan Q8 optical emission spectrometer. Heat treatment (resistive heating) was carried out in an IMASH 20–75 installation for high-temperature research. The heating temperature was approximately 1000 degrees 1000°C, and the holding time was 10 minutes. The sample was cooled down using water-cooled electrical contacts. An external magnetic field with a strength of 400 kA/m and 800 kA/m was created by an electromagnet integrated into the vacuum chamber of the installation.
Results. The experiments confirmed the potential for altering the transformation pathway from pearlite into bainite in the presence of an external magnetic field of up to 1 MA/m. Images of the microstructure and surface relief of samples after cooling in a magnetic field were obtained. Kinetic changes and dependencies of the volumetric transformation rates on the duration of isothermal exposure were analyzed. It has been found that exposure to a constant magnetic field of 1.6 MA/m increased the volumetric transformation rate by 1.808 times (for 65G steel) and by 1.687 times (for 45H steel).
Discussion and Conclusion. The results of observations of changes in the surface relief during cooling in the absence of a magnetic field, and in magnetic fields of various strengths, were recorded. This has allowed us to draw the conclusion that the external magnetic field stimulates the bainitic transformation instead of the original pearlitic one. Microstructural changes can be explained by the influence of the magnetic field on the initial phase magnetic state.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.