Регистрация / Вход
Прислать материал

Оценки взаимосвязи разномасштабных структур в крупных поковках из улучшаемой стали 38ХН3МФА

Фамилия
Нгуен
Имя
Хоанг
Отчество
Тхань
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Металловедения и физики прочности
Академическая группа
ММТ-15-1
Научный руководитель
д.т.н., проф. Кудря А.В.; инж. Нго Нгок Ха
Название тезиса
Оценки взаимосвязи разномасштабных структур в крупных поковках из улучшаемой стали 38ХН3МФА
Тезис

Неоднородность разномасштабных структур (дендритной, неметаллических включений - НВ, микроструктур) – основная причина разброса качества конструкционных сталей. Их формирование связывают с различными сценариями эволюции структур и дефектов (по технологической цепочке) в рамках широкого поля допуска технологии. Однако прямые наблюдения и измерения такой взаимосвязи разнородных структур, как правило, отсутствуют, что затрудняет выявление критических параметров структур и управление механизмами протекания технологической наследственности для повышения однородности качества металла. C этой целью в работе апробирована техника последовательного получения изображений: неметаллических включений на металлографическом шлифе, серного отпечатка по Бауману, микро– и дендритной структур в одной и той же плоскости шлифа, параллельной плоскости излома.

В качестве объекта исследования были выбраны половинки разрушенных образцов на растяжение, которые были вырезаны из трех крупных поковок улучшаемой стали 38ХН3МФА. Изображения структур были получены в масштабе образца (Ø 20 мм) в цифровой форме, для чего, в частности, исходные кадры с микроструктурой и НВ, полученные при  ×100-500, были «сшиты» в панорамы (300-400 кадров на образец). Все изображения были подвергнуты обработке по разработанным процедурам бинаризации и фильтрации с целью последующего измерения их геометрии. Для всех образцов были измерены: толщина дендритов и шаг между ними, углы наклона относительно заданного направления, размеры и распределение (на основе статистики полиэдров Вороного) НВ и серного отпечатка, геометрия микроструктур (феррито-цементитной смеси различной морфологии). Это позволило сопоставить строение однотипных структур поковок и связать наблюдаемые различия с вариацией свойств.

Для оценки взаимосвязи разномасштабных структур был разработан алгоритм совмещения различных изображений в единой системе координат. В результате показано, что место расположения тёмных пятен серного отпечатка – междуветвия дендритов, крупные области феррита в микроструктуре преимущественно совпадают с осями дендритов структурой в макроструктуре. Это указывает на единую, ликвационную, природу формирования неоднородных структур поковок из улучшаемой стали 38ХН3МФА в различных масштабах наблюдения.