ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ 40Х18Н2М (ЭП378)

Abstract

В работе представлено исследование стали 40Х18Н2М (ЭП378), направленное на изучение ее микроструктуры и механических свойств после различных режимов термической обработки. Сталь выплавляли по современной технологии в промышленном агрегате с использованием раскислителей и модификаторов, а затем металлопродукцию подвергали ковке на молотах. Показано влияние температуры нагрева под закалку и среды охлаждения на твердость стали. Установлено, что твердость увеличивается с ростом температуры закалки до 1050 °C, что связано с растворением карбидных фаз и насыщением аустенита легирующими элементами. Микроструктуру стали исследовали с помощью оптической и растровой электронной микроскопии. Показано, что сталь имеет ферритно-мартенситную матрицу с большим количеством вторичных фаз: карбидов типа Me₂₃C₆, сульфидов MnS и фосфидов Me₂P. Значительное количество карбидной фазы распределено по границам зерен и формирует почти непрерывную сетку, а также осаждается на неметаллических включениях, в частности сульфидах марганца. Образцы для исследования механических свойств подвергали термической обработке, включавшей закалку и отпуск. Отдельно на некоторых образцах опробовали обработку холодом. Первые испытания проводили на образцах № 7, тип III (ГОСТ 1497–2023) с резким переходом от рабочей части к галтели, что привело к высокому разбросу результатов. Фрактографический анализ показал присутствие до 100 % хрупкой составляющей в изломе ударных образцов. Для оценки влияния геометрии образцов была проведена вторая серия испытаний на модифицированных образцах типоразмера № 7, тип IV (ГОСТ 1497–2023) с плавным переходом от рабочей части к галтели, что позволило зарегистрировать ненулевую пластичность и более стабильные результаты.