Иногда для того чтобы сделать материал прочным и надёжным, его нужно сначала немного «смягчить».
Именно такой парадоксальный подход лёг в основу исследования доцента кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования Череповецкого государственного университета Ивана Дмитриевича Поспелова. Его статья «Effect of Isothermal Annealing Before Cold Rolling on the Mechanical Properties of Hypereutectoid Steel for High-Strength Cold-Rolled Strips», опубликованная в журнале «Metal Science and Heat Treatment», была отмечена в международных базах данных Web of Science (Q4) и Scopus (Q3).
Исследование посвящено заэвтектоидной стали марки W110 (соответствует стандартам AISI/ASTM), из которой производят высокопрочные холоднокатаные ленты – важные компоненты в машиностроении, строительстве и других отраслях. Такие ленты в условиях импортозамещения должны быть не только прочными, но и достаточно пластичными, то есть хорошо поддаваться прокатке, одной из разновидностей обработки металлов давлением.
Однако холодная прокатка – процесс непростой. Если исходная стальная полоса слишком твёрдая и прочная, из-за неоднородной структуры, сформировавшейся при горячей прокатке, она может повредить оборудование или, не выдержав деформации, разрушиться. Чтобы этого избежать, Иван Дмитриевич предложил использовать изотермический отжиг – специальную термическую обработку, которая делает сталь более пластичной и готовой к дальнейшей прокатке.
Учёный разработал режим отжига, после которого сталь W110 приобретает оптимальную микроструктуру: снижается внутреннее напряжение, уменьшаются твёрдость, прочность и формируется так называемая сфероидизированная перлитная структура, благоприятная для последующей пластической деформации. После этого сталь подвергается холодной прокатке с суммарным относительным обжатием 67%.
Результат оказался впечатляющим: прочность стали после прокатки достигла значения не ниже 1270 МПа, а твёрдость – не менее 375 HV, что соответствует требованиям ГОСТ 21996-76 для высокопрочных лент. При этом риск поломки или разрушения валков стана холодной прокатки остаётся минимальным.
Это исследование имеет важное практическое значение. Оптимизация технологии производства высокопрочных сталей позволяет не только повысить качество проката, но и снизить затраты на производство и обслуживание оборудования. Работа Ивана Поспелова доказывает, что даже хорошо известные материалы могут раскрыть новые свойства, если к ним подобрать правильный «ключ» – в данном случае, температурный режим термической обработки.
