Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета (Набережные Челны, Россия)
В. И. Астащенко, профессор, докт. техн. наук, профессор
Т. В. Швеёва, доцент, канд. техн. наук, доцент, asttv@mail.ru
Д. А. Башмаков, заведующий кафедрой электроэнергетики и электротехники, доцент, кандидат технических наук, доцент
Т. Э. Панфилов, аспирант,
Д. Т. Сафаров, доцент, канд. техн. наук, доцент
Выполнен анализ авторитетных источников информации по вопросам повышения вязкости конструкционных сталей и их сопротивляемости разрушению при пониженных температурах. Приведены сведения по прочности и пластичности изделий из стали 40Х, изготовленных по различным технологическим схемам, включая использование различных полуфабрикатов и способов термообработки. Исследовано структурное состояние сталей 40Х и 42ХМФА после различных видов обработки и выполнены их испытания на ударный изгиб при температурах от +20 до –60 °C. Для определения химического состава стали, металлографических исследований и испытания образцов на ударную вязкость использовали аттестованное и сертифицированное оборудование и стандартные методы контроля. Показано преимущество сорбитной структуры в сталях перед феррито-перлитной по величине ударной вязкости в интервале температур от +20 до –60 °C. После термического улучшения сталь 42ХМФА имеет более высокую сопротивляемость разрушению при ударном изгибе по сравнению со сталью 40Х при всех температурах испытания. Применение водных растворов полимеров в качестве закалочной среды вместо масла на стадии закалки сталей в процессе термического улучшения позволяет дополнительно повысить сопротивляемость разрушению сталей при отрицательных температурах. Приведены фрактограммы поверхности излома образцов после испытания на ударную вязкость при различных температурах.
Работа выполнена в рамках государственного задания от 17.01.2025г. №75-03-2025-426 по теме «Разработка опытного образца автоматической линии для термической обработки крепежных изделий».
1. Горынин В. И., Оленин М. И. Пути повышения хладостойкости стали и сварных конструкций. – Москва, Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. – 212 с.
2. Оленин М. И., Горынин В. И., Федосеев М. Л. Некоторые аспекты повышения хладостойкости сталей перлитного класса // Вопросы материаловедения. 2013. № 2 (74). С. 5–12.
3. Gorynin V. I., Olenin M. I., Khlyamkov N. A., Timofeev B. T. A carbide phase transformation method as a factor of high brittle-fracture resistance of constructional steels // Inorganic Materials: Applied Research. 2014. Vol. 5. № 6. С. 545–553.
4. Olenin M. I., Gorynin V. I., Makhorin V. V. Use of programmed hardening during tempering in order to improve steel brittle fracture resistance // Metal Science and Heat Treatment. 2020. Vol. 62. № 1–2. С. 86–89.
5. Романив О. Н. Вязкость разрушение конструкционных сталей. Серия «Достижение отечественного металловедения». – М. : Металлургия, 1979. – 175с.
6. Полецков П. П., Копцева И. В., Кузнецова А. С., Гулин А. Е. Влияние химического состава высокопрочных сталей системы легирования C – Si – Mn на хладостойкости // Черные металлы. 2025. № 11. С. 58–64.
7. Мясников М. В., Андрианов Н. В., Тимошпольский В. И. Основные пути обеспечения качества продукции на уровне мировых стандартов // Сталь. 2004. № 10. С. 65–68.
8. Панфилов Т. Э., Астащенко В. И. Исследование состава и свойств сталей 20Л и 20ГЛ // Технология металлов. 2024. № 3. С. 45–48.
9. Нархов А. В. Влияние неметаллических включений на механические свойства сталей // ЦНИИ информации и технико-экономических исследований черной металлургии. № 1. Москва. 1992.
10. Астащенко В. И., Швеёв А. И., Швеёва Т. В. Контроль качества и наследственность строения стали при технологическом металлопеределе. – М. : Academia, 2011. – 239 с.
11. Тихонов А. К. Влияние технологического передела на прочность изделий // Металлургия машиностроения, 2008. № 3. С. 34–40.
12. Чернышев Е. А. Формирование стальных отливок в условиях внешнего и комплексного воздействия. – Н.Новгород : Нижегородский. гос. техн. ун-т, 2007. – 199 с.
13. Кондратюк С. Е. Наследственность структуры и свойств литой стали // Литейное производство. 2008. № 9. С. 6–10.
14. Никитин В. И., Никитин К. В. Наследственность в литых сплавах. – М. : Машиностроение, 2005. – 476 с.
15. Чечекин Ю. Ф., Зеленова В. Д. и др. Влияние неметаллических включений на анизотропию свойств низколегированных сталей // МиТОМ. 1977. № 9. С. 41–42.
16. Казаков А. А., Пахомова О. В., Казакова Е. И. Исследование эволюции литой структуры при пластической обработке феррито-перлитной стали // Черные металлы. 2013. № 9. С. 15–20.
17. Гуляев А. П., Голованенко Ю. С., Зикеев В. Л. Влияние количества немартенситных продуктов превращения на сопротивление разрушению улучшений конструкционной стали // МиТОМ. 1976. № 3. С. 53–55.
18. Морозов Е. А., Морозов А. И., Муратов В. С. Влияние термической и поверхностной пластической деформации углеродистой стали на чувствительность к концентраторам напряжений при циклическом нагружении // Заготовительные производства в машиностроении. 2020. № 7. С. 328–332.
19. Астащенко В. И., Швеёва Т. В., Швеёв А. И. Эффективность закалки термоулучшаемых сталей в водных растворах полимеров // Черные металлы. 2020. № 4. С. 43-49.
20. Poletskov P. P., Koptseva N. V., Efimova Yu. Yu., Kuznetsova A. S. Influence of heat treatment on forming the complex of properties for high-strength cold-resistance steel // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 25. pp. 73–78.
21. Патент 2427653 С1 МПК: С21Д 8/02; С21Д9/46 Способ термической обработки листового проката из низкоуглеродистой феррито-перлитной стали. Авт. Оленин М. И., Быковский Н. Г. и др. Заявка №20091493 от 29.12.2009, опубл. 27.08.2011 Бюллетень №24.
22. Швеёва Т. В., Астащенко В. И., Пермяков Д. Л. и др. Повышение стойкости деталей машин нейтрализацией конструктивных и технологических концентраторов напряжений // Вестник КНИТУ им. А. Н. Туполева. 2018. № 1. С. 45–51.
23. Astashchenko V. I, Zapadnova N. N, Mukhametzianova G. F. Key concepts for production of high-quality parts // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 240. Is. 1. Art. № 012007.
24. Сулима А. М., Шулев В. А., Ягодкин Ю. Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. – М. : Машиностроение, 1988. – 240 с.
25. Murakami Y. Metal Fatigue: The Effect of Small Defects and Non-Metallic Inclusions. – England: Elsevier Science, 2002. – 390 p.
26. Onan M., Ünal H. I., Atapek S. H., Onan C. Understanding Of Polymer Quenchant (Polyalkylene Glycol) Characteristic During Quenching Process Of Tool Steels // Int. J. Microstruct. Mater. Prop. 9 (2014) pp. 71–78.