Пластические свойства ДФМС

Повышенная (при данной прочности) пластичность ДФМС является одним из наиболее важных их технологических преимуществ. Величина общего удлинения интегрально включает величину равномерного удлинения (предельно допустимую деформацию до момента возникновения шейки) и удлинение на стадии сосредоточенной деформации, приводящей к окончательному разрушению.

Величина равномерного удлинения, определяемая условиями достижения пластической нестабильности, в решающей степени зависит от скорости деформационного упрочнения материала. Увеличению равномерного удлинения должно способствовать повышение температуры нагрева в a+g области (снижение См), но без увеличения Vм. Это требует понижения содержания углерода в стали. Благоприятное (при равной Vм) влияние повышения температуры нагрева в двухфазной области объясняется также сопутствующим увеличением пластичности феррита (снижением Сф). Повышение температуры нагрева приводит к снижению устойчивости аустенитной составляющей.

Более высокий комплекс пластических характеристик (при равном количестве упрочняющей фазы) после воздушного охлаждения; чем при закалке в воду с более низких температур a+g области, объясняется суммарным эффектом увеличения пластичности старого и нового феррита и повышением вязкости мартенсита.

Для повышения равномерного удлинения ПФМС эффективны все мероприятия, направленные на измельчение зерен образующегося аустенита соответствующая подготовка исходной структуры, сокращение продолжительности аустенизации, а также выделение нового феррита, уменьшающего эффективные размеры «остаточной» к моменту мартенситного превращения g – фазы и, таким образом, островков мартенсита.

Известно, что оптимальному комплексу свойств ДФМС (высокому значению деформационного упрочнения и низкому отношению s_0,2 / s_В) сопутствует провал величины сужения. Пластическая несовместимость феррита и мартенсита и соответственно высокая скорость увеличения плотности дислокаций по мере деформации приводит к более раннему (по сравнению с ферритно– перлитной сталью) зарождению большого числа пор и, тем самым, сокращению стадии их коалесценции. Величина поперечного суждения ДФМС тем ближе к свойствам феррита, чем ниже прочность мартенсита. Влияние прочности мартенсита выражено сильнее, чем влияние его количества, поэтому при повышении температуры нагрева a+g – области величина сужения стали постоянного состава растет.

Следует отметить, что чувствительность свойств ДФМС к составу стали имеет определенную специфику. В частности, устойчивость g – фазы, характеризуемая параметрами мартенситного превращения, в условиях охлаждения из a + g – области сильно повышается в присутствии элементов, усиливающих выделение нового феррита и в традиционном плане менее эффективных (например, кремния).

Важной особенностью влияния легирующих элементов на механические свойства сталей с ферритно-мартенситной структурой является значительная косвенная роль, связанная с возможностью получения ДФМС при использовании пониженных скоростей охлаждения из a + g – области. Это благоприятно влияет на пластичность феррита, морфологию островков мартенсита, чувствительность к старению и т.п. С учетом косвенных эффектов, повышение устойчивости g – фазы – наиболее важная функция легирующих элементов ДФМС.

Для получения ДФМС со стабильной структурой и оптимальными свойствами в условиях промышленного производства, отбор конкретных элементов и ограничения их концентраций должны определяться следующими соображениями:

1. Концентрация углерода и комплекс используемых легирующих добавок должны действовать в направлении расширения температурного диапазона двухфазной области, с целью уменьшения зависимости % g(t)

2. Для повышения устойчивости g – фазы при термической обработке из МКИ эффективны ферритообразующие элементы, ускоряющие выделение нового феррита (Cr, Si, Mo) и способствующие обогащению углеродом оставшегося аустенита.

3. При кратковременной выдержке в двухфазной области нежелательно использование легирующих элементов, замедляющих кинетику аустенизации (например, хрома в количестве более 1 %, молибдена и т.п.).

4. Использование карбидообразующих легирующих элементов при получении ДФМС методами термической обработки целесообразно только для измельчения исходной структуры, если этого нельзя достичь другими средствами.

5. Состав стали должен обеспечивать полное связывание азота.

6. При использовании ДФМС в массивных сечениях важно стремиться к минимальной концентрации фосфора.

Низколегированные двухфазные стали, характеризуются важными практическими преимуществами. Сюда, прежде всего, следует отнести перспективность применения ДФМС для холодной штамповки и высадки, которая определяется сочетанием их высокой технологической пластичности и упрочняемости в процессе изготовления деталей методами холодной деформации. В последние годы в ряде исследований показана эффективность использования бесперлитных (двухфазных) сталей в качестве высокопрочного материала.