Investigation of the influence of technological parameters on the kinetics of austenite decomposition in boron-containing steel
DOI:
https://doi.org/10.33271/crpnmu/78.217Keywords:
structure, kinetics of austenite transformations, low-carbon steel, hot plastic deformation, interrupted coolingAbstract
Purpose. Conduct a study on the kinetics of austenite decomposition and determine the extent of influence of hot plastic deformation and interrupted cooling regimes on the structure formation of boron-containing steel. Methods. The investigation of phase transformations was conducted using differential thermal analysis on samples of boron-containing steel, accompanied by studies of microstructure and hardness. Results. The kinetics of transformations were studied, and a thermokinetic diagram of the decomposition of hot-deformed austenite in boron-containing steel was constructed, based on austenitization tempetatures ranging from 1050 to 11000С, followed by interrupted cooling and further cooling at a rate of 0,09 to 0,120 С/s, comparable to the cooling rate of the external coils of rolled bundles. It was established that the temperature-deformation regimes of rolling and the cooling conditions applied in real production technologies of underlayers (especially in bundled forms) are the cause of the appearance of a range of structural components in the treated steel. The heterogeneity of the structure causes an uneven distribution of properties along the length and cross-section of the underlayer, disrupts the thermodynamic conditions for the spheroidization of cementite, and significantly complicates the process of cold plastic deformation during upsetting. Scientific novelty. The study investigated the impact of hot plastic deformation and interrupted cooling regimes on the kinetics of phase transformations in round bar rolling of boron-containing steel. The patterns of steel structure formation during cooling at various rates from the rolling temperature were established. Practical significance. It has been discovered that for boron-containing steel, hot plastic deformation and interrupted cooling significantly influence the decomposition of austenite. Simultaneously, it has been demonstrated that their separate and individual effects on the kinetics of austenite decomposition differ substantially from the process of phase transformations. The obtained results can be utilized in the development of industrial technology for the production of thermally treated coiled rolled products made from boron-containing steel for cold upsetting with a relatively uniform spheroidized structure.References
1. Parusov, V.V., Parusov, O.V., & Sychkov, A.B. (2010). Procat iz borsoderzhashchikh staley dlya vysokoprochnykh krepezhnykh izdeliy: monohrafyia.
2. Прокат із якісної конструкційної нелегованої та легованої сталі для холодного видавлювання та висаджування . Технічні умови. (ISO 4954—93): ДСТУ 3684-98. – З Поправками (ІПС № 4-2002), (ІПС № 7-2003), (ІПС № 8-2006), (ІПС № 2-2007), (ІПС № 3-2012), Зміною № 1 (ІПС № 7-2006) та Зміною № 2 (ІПС № 3-2022): ДСТУ 3684-1998. – [Чинний від 1998 – 01 – 01]. (2022).–Київ: Державний стандарт України.
3. Большаков, В.І., Долженков, І.Е., & Зайцев, О.В. (2010). Обладнання термічних цехів, технології термічної та комбінованої обробки металопродукції: підручник . Дніпро «РІА Дніпро – VAL».
4. Gul, U.P. (2011). Deformatsionnyye vozdeystviya v tekhnologiakh termicheckoy I kombonirovannoy obrabotki metalloizdeliy. Stroitelstvo, materialovedeniye, mashinostroyeniye, 58 , 157–177.
5. Іващенко, В.П., Швачич, Г.Г., & Соболенко, М.О. (2013). Новітні металургійні технології на основі використання продуктивних багатопроцесорних обчислювальних комплексів. Теорія і практика металургії. (3–4), 78–87.
6. Klimenko, A.P., Karnaukh, A.I., Burya, A.I., & Sitar, V.I. (2008). Diffenetsial'no – termicheskiy analiz i tekhnologii termicheckoy obrabotki: monohrafyia .
7. Парусов, Е.И., Губенко, С.І., Клименко, О.П., Чуйко, І.М., & Сагура, Л.В. (2018). Особливості кінетики розпаду аустеніту і закономірності формування структури сталі C82Dза безперервного охолодження. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури, (2),16–25.
8. Соболенко,М. О., Кокашинська,Г. В. (2024). Дослідження кінетики розпаду недеформованого переохолодженого аустеніту борвмісної сталі. 2024. XVIII Міжнародна конференція «Стратегія якості в промисловості та освіті». Болгарія. 03–06 червня 2024. Технічний університет м. Варна, 122–125.
9. Vakulenko, I. O. (2008). Structural changes in carbon steel for a long exposures at subcritical temperatures. Science and Transport Progress, 21 , 263–265. https://doi.org/10.15802/stp2008/15829
10. Соболенко, М.О. (2024). Дослідження закономірностей формування структури та механічних властивостей сталей при термічній обробці. Український журнал будівництва та архітектури, (3). 62–68.
11. Sobolenko,M.,& Mamuzic,I. (2024).Promising directions for comprehensive spheroidization of cementite in low-carbon steels for cold extrusion. 17th International Symposium of Croatian metallurgical society. SHMD 2024. Materials and metallurgy. Section "A" , 308.
12. Parusov, E., Sychkov, A., Gubenko, S., & Ambrazhey, M. (2016). Influence boron on forming structure of rolled steel and increase its technological plasticity at drawing. Scientific Jornal of the Ternopil National University , 3 (83),99–108.
Downloads
Published
Issue
Section
License
All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.
