Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі
The article examines the impact of normalization on key quantitative parameters of the microstructure of as-cast structural steel, such as grain length, width, shape factor, grain area, and the total area of ferrite and pearlite. The capabilities of microstructure analysis using computer image analy...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-5 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal Science and Treatment of Metals |
Institution
Metal Science and Treatment of Metals| _version_ | 1862768016483155968 |
|---|---|
| author | Aftandiliants, Ye. G. Kvasnitska, Yu. G. Veis, V. I. Stepanova, T. V. Parkhomchuk, Zh. V. Kvasnitska, K. G. |
| author_facet | Aftandiliants, Ye. G. Kvasnitska, Yu. G. Veis, V. I. Stepanova, T. V. Parkhomchuk, Zh. V. Kvasnitska, K. G. |
| author_sort | Aftandiliants, Ye. G. |
| baseUrl_str | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-17T12:56:40Z |
| description | The article examines the impact of normalization on key quantitative parameters of the microstructure of as-cast structural steel, such as grain length, width, shape factor, grain area, and the total area of ferrite and pearlite. The capabilities of microstructure analysis using computer image analysis software are demonstrated, in comparison with the study of microstructure using reference scales. It was established that after normalization from 865 °C, the length and width of ferrite grains decreased by factors of 1.88 and 2.33, respectively; the shape factor decreased by 10–12%; the average area of a ferrite grain decreased by a factor of 4.78–5.18; while the total area of ferrite increased by a factor of 1.3–1.5. The length and width of pearlite grains decreased by factors of 2.21 and 2.01, respectively; the shape factor decreased by 3–12%; the average area of a pearlite grain decreased by a factor of 3.96–4.02; and the total area of pearlite decreased by 2–15%. It is shown that the refinement (dispersion) of the steel microstructure occurs due to an increase in the percentage of structural elements with smaller sizes. The proportion of ferrite grains with length and width in the range of 10–20 μm increased from 39% and 85% in the initial state to 91% and 97% after normalization, i.e., by a factor of 2.3 and by 14%, respectively. The proportion of grains with a shape factor of 2 increased by 8%, and the proportion of ferrite grains with an area in the range of 100–300 μm² after normalization reached 94%, which is 2.1 times higher than in the initial state. It was established that the distribution of pearlite in the microstructure of as-cast steel after normalization is characterized by the following: the proportion of pearlite grains with length and width in the range of 10–50 μm changed from 85% to 100% and from 95% to 100% of cases, respectively; the shape factor in 99% of cases was within the 1–4 range. The value of the average pearlite grain area in the as-cast state was within the 0–1750 μm² range in 98% of cases, while after normalization it was within 0–1250 μm² in 99% of cases. It is shown that the total area of ferrite in the as-cast state was 100% within the range of 15–30 μm², and after normalization within 15–45 μm². The total area of pearlite in a similar interval changed from 75–90 μm² to 60–90 μm², respectively. The materials of the article can be used by researchers for the quantitative analysis of the influence of external factors on the microstructure of metals and alloys. |
| doi_str_mv | 10.15407/mom2025.04.052 |
| first_indexed | 2026-04-18T01:00:14Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.momjournal.org.ua:article-356 |
| institution | Metal Science and Treatment of Metals |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-18T01:00:14Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.momjournal.org.ua:article-3562026-04-17T12:56:40Z Impact of normalization on the quantitative parameters of the microstructure of structural steel Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі Aftandiliants, Ye. G. Kvasnitska, Yu. G. Veis, V. I. Stepanova, T. V. Parkhomchuk, Zh. V. Kvasnitska, K. G. steel chemical composition normalization quantitative analysis ferrite pearlite grain size shape factor сталь хімічний склад нормалізація кількісний аналіз ферит перліт зерно розмір коефіцієнт форми The article examines the impact of normalization on key quantitative parameters of the microstructure of as-cast structural steel, such as grain length, width, shape factor, grain area, and the total area of ferrite and pearlite. The capabilities of microstructure analysis using computer image analysis software are demonstrated, in comparison with the study of microstructure using reference scales. It was established that after normalization from 865 °C, the length and width of ferrite grains decreased by factors of 1.88 and 2.33, respectively; the shape factor decreased by 10–12%; the average area of a ferrite grain decreased by a factor of 4.78–5.18; while the total area of ferrite increased by a factor of 1.3–1.5. The length and width of pearlite grains decreased by factors of 2.21 and 2.01, respectively; the shape factor decreased by 3–12%; the average area of a pearlite grain decreased by a factor of 3.96–4.02; and the total area of pearlite decreased by 2–15%. It is shown that the refinement (dispersion) of the steel microstructure occurs due to an increase in the percentage of structural elements with smaller sizes. The proportion of ferrite grains with length and width in the range of 10–20 μm increased from 39% and 85% in the initial state to 91% and 97% after normalization, i.e., by a factor of 2.3 and by 14%, respectively. The proportion of grains with a shape factor of 2 increased by 8%, and the proportion of ferrite grains with an area in the range of 100–300 μm² after normalization reached 94%, which is 2.1 times higher than in the initial state. It was established that the distribution of pearlite in the microstructure of as-cast steel after normalization is characterized by the following: the proportion of pearlite grains with length and width in the range of 10–50 μm changed from 85% to 100% and from 95% to 100% of cases, respectively; the shape factor in 99% of cases was within the 1–4 range. The value of the average pearlite grain area in the as-cast state was within the 0–1750 μm² range in 98% of cases, while after normalization it was within 0–1250 μm² in 99% of cases. It is shown that the total area of ferrite in the as-cast state was 100% within the range of 15–30 μm², and after normalization within 15–45 μm². The total area of pearlite in a similar interval changed from 75–90 μm² to 60–90 μm², respectively. The materials of the article can be used by researchers for the quantitative analysis of the influence of external factors on the microstructure of metals and alloys. В статті розглянуто вплив нормалізації на такі основні кількісні параметри мікроструктури литої конструкційної сталі, як довжина, ширина, коефіцієнт форми, площа зерен та загальна площа зерен фериту та перліту. Показано можливості аналізу мікроструктури за допомогою комп’ютерної програми аналізу зображення, в порівнянні з дослідженням мікроструктури шляхом використання еталонних шкал. Встановлено, що після нормалізації від 865 оС довжина і ширина зерен фериту зменшується, відповідно, в 1,88 і 2,33 рази, коефіцієнт форми на 10 - 12 %, середня площа феритного зерна в 4,78 - 5,18 разів, а загальна площа фериту збільшується в 1,3 - 1,5 разів. Довжина і ширина зерен перліту зменшується, відповідно, в 2,21 і 2,01 рази, коефіцієнт форми на 3 – 12 %, середня площа перлітного зерна в 3,96 - 4,02 рази, а загальна площа перліту - на 2 - 15 %. Показано, що диспергування мікроструктури сталі відбувається в наслідок збільшення відсотку елементів структури, які мають менші розміри. Довжина і ширина зерен фериту в інтервалі значень від 10 до 20 мкм збільшується, відповідно, з 39 і 85 % для вихідного стану до 91 і 97 % після нормалізації, тобто в 2,3 рази і на 14 %. Коефіцієнт форми при значенні 2 збільшується на 8 %, а площа зерен фериту в інтервалі від 100 до 300 мкм2 складає після нормалізації 94 %, що в 2,1 рази більше ніж в вихідному стані.  Встановлено, що розподіл перліту в мікроструктурі литої сталі після нормалізації характеризується тим, що довжина і ширина зерен перліту, в інтервалі від 10 до 50 мкм, змінюється, відповідно, з 85 до 100 і з 95 до 100 % випадків, коефіцієнт форми у 99% випадків в інтервалі 1- 4. Значення середньої площі перлітного зерна у литому стані у 98 % випадків знаходиться в інтервалі від 0 до 1750 мкм2, а після нормалізації у 99 % випадків – від 0 до 1250 мкм2. Показано, що загальна площа фериту в литому стані складає 100 % в інтервалі від 15 до 30 мкм2, а після нормалізації від 15 до 45 мкм2, а загальна площа перліту в аналогічному інтервалі змінюється, відповідно, з 75 – 90 мкм2 до 60 – 90 мкм2. Матеріали статті можуть бути використані науковцями для кількісного аналізу впливу зовнішніх факторів на мікроструктуру металів і сплавів. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2025-12-31 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-5 10.15407/mom2025.04.052 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 4 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 52-59 Науково-технічний журнал; Том 31 № 4 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 52-59 2664-2441 2073-9583 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-5/355 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | сталь хімічний склад нормалізація кількісний аналіз ферит перліт зерно розмір коефіцієнт форми Aftandiliants, Ye. G. Kvasnitska, Yu. G. Veis, V. I. Stepanova, T. V. Parkhomchuk, Zh. V. Kvasnitska, K. G. Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| title | Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| title_alt | Impact of normalization on the quantitative parameters of the microstructure of structural steel |
| title_full | Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| title_fullStr | Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| title_full_unstemmed | Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| title_short | Вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| title_sort | вплив нормалізації на кількісні параметри мікроструктури конструкційної сталі |
| topic | сталь хімічний склад нормалізація кількісний аналіз ферит перліт зерно розмір коефіцієнт форми |
| topic_facet | steel chemical composition normalization quantitative analysis ferrite pearlite grain size shape factor сталь хімічний склад нормалізація кількісний аналіз ферит перліт зерно розмір коефіцієнт форми |
| url | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-5 |
| work_keys_str_mv | AT aftandiliantsyeg impactofnormalizationonthequantitativeparametersofthemicrostructureofstructuralsteel AT kvasnitskayug impactofnormalizationonthequantitativeparametersofthemicrostructureofstructuralsteel AT veisvi impactofnormalizationonthequantitativeparametersofthemicrostructureofstructuralsteel AT stepanovatv impactofnormalizationonthequantitativeparametersofthemicrostructureofstructuralsteel AT parkhomchukzhv impactofnormalizationonthequantitativeparametersofthemicrostructureofstructuralsteel AT kvasnitskakg impactofnormalizationonthequantitativeparametersofthemicrostructureofstructuralsteel AT aftandiliantsyeg vplivnormalízacíínakílʹkísníparametrimíkrostrukturikonstrukcíjnoístalí AT kvasnitskayug vplivnormalízacíínakílʹkísníparametrimíkrostrukturikonstrukcíjnoístalí AT veisvi vplivnormalízacíínakílʹkísníparametrimíkrostrukturikonstrukcíjnoístalí AT stepanovatv vplivnormalízacíínakílʹkísníparametrimíkrostrukturikonstrukcíjnoístalí AT parkhomchukzhv vplivnormalízacíínakílʹkísníparametrimíkrostrukturikonstrukcíjnoístalí AT kvasnitskakg vplivnormalízacíínakílʹkísníparametrimíkrostrukturikonstrukcíjnoístalí |