Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях
Analysis of the literature review shows that the dissolution time of carbides, during the transformation of pearlite into austenite, in carbon eutectoid steel, in the temperature range from 760 to 880 °C, is in 50-1000 times less than in hypereutectoid steels, which is associated with an increase ca...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-1-2 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| id |
oai:ojs2.localhost:article-326 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Metal Science and Treatment of Metals |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-05-23T07:41:39Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
сталь хімічний склад температура дифузія зерно аустеніт розчинення |
| spellingShingle |
сталь хімічний склад температура дифузія зерно аустеніт розчинення Aftandiliants, Ye. G. Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| topic_facet |
steel chemical composition temperature diffusion grain austenite dissolution сталь хімічний склад температура дифузія зерно аустеніт розчинення |
| format |
Article |
| author |
Aftandiliants, Ye. G. |
| author_facet |
Aftandiliants, Ye. G. |
| author_sort |
Aftandiliants, Ye. G. |
| title |
Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| title_short |
Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| title_full |
Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| title_fullStr |
Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| title_full_unstemmed |
Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| title_sort |
прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях |
| title_alt |
Prediction of dissolution of cementite type carbides in hypereutectoid steels |
| description |
Analysis of the literature review shows that the dissolution time of carbides, during the transformation of pearlite into austenite, in carbon eutectoid steel, in the temperature range from 760 to 880 °C, is in 50-1000 times less than in hypereutectoid steels, which is associated with an increase carbon diffusion distances to reach an equilibrium state.
To date, there is no information about mathematical models that describe the kinetics of dissolution in carbides of hypereutectoid steels depending on the rate of carbon diffusion and austenite grain size.
The aim of the work is to study the regularity of carbide dissolution in austenite of hypereutectoid steels during heating and to develop a mathematical model of their dissolution kinetics.
The quantitative dependence of the austenite grain size of hypereutectoid steels of the carbon, chromium, silicon content and the heating temperature was established, and it was shown that the most significant effect of about 45% is exerted by temperature. The influence of chromium is 25%, carbon – 17%, and silicon – 13%.
A model of the influence of carbon, chromium and temperature on the diffusion coefficient of carbon in austenite in the temperature range from 1000 to 1200 oС, with a steel content of 0.92 to 1.83% carbon and 1.06 to 2.66% chromium, was developed, which with a probability of 95%, a correlation coefficient of 0.998 and an average approximation error of 0.21% describes the diffusion process.
As a result of the research, it was established that the dissolution of carbides in austenite of hypereutectoid steels during heating is determined by the rate of carbon diffusion, austenite grain sizes, time and temperature of the process.
A mathematical model of the kinetics of dissolution of carbides in austenite of hypereutectoid steels during heating was developed, taking into account the influence of the chemical composition and temperature of the steel on the diffusion mobility of carbon and the size of the austenite grain. A comparison of the calculated and experimental values of the dissolution time of cementite-type carbides in austenite shows that there is a close correlation between them, with a probability of 95%, a correlation coefficient of 0.974 and a error of 4.5%.
The materials of the article can be used by scientists for further research and practitioners in the selection of materials for making tools. |
| publisher |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-1-2 |
| work_keys_str_mv |
AT aftandiliantsyeg predictionofdissolutionofcementitetypecarbidesinhypereutectoidsteels AT aftandiliantsyeg prognozuvannârozčinennâkarbídívcementitnogotipuvzaevtektoídnihstalâh |
| first_indexed |
2025-09-24T18:19:36Z |
| last_indexed |
2025-09-24T18:19:36Z |
| _version_ |
1850424256693796864 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-3262025-05-23T07:41:39Z Prediction of dissolution of cementite type carbides in hypereutectoid steels Прогнозування розчинення карбідів цементитного типу в заевтектоїдних сталях Aftandiliants, Ye. G. steel chemical composition temperature diffusion grain austenite dissolution сталь хімічний склад температура дифузія зерно аустеніт розчинення Analysis of the literature review shows that the dissolution time of carbides, during the transformation of pearlite into austenite, in carbon eutectoid steel, in the temperature range from 760 to 880 °C, is in 50-1000 times less than in hypereutectoid steels, which is associated with an increase carbon diffusion distances to reach an equilibrium state. To date, there is no information about mathematical models that describe the kinetics of dissolution in carbides of hypereutectoid steels depending on the rate of carbon diffusion and austenite grain size. The aim of the work is to study the regularity of carbide dissolution in austenite of hypereutectoid steels during heating and to develop a mathematical model of their dissolution kinetics. The quantitative dependence of the austenite grain size of hypereutectoid steels of the carbon, chromium, silicon content and the heating temperature was established, and it was shown that the most significant effect of about 45% is exerted by temperature. The influence of chromium is 25%, carbon – 17%, and silicon – 13%. A model of the influence of carbon, chromium and temperature on the diffusion coefficient of carbon in austenite in the temperature range from 1000 to 1200 oС, with a steel content of 0.92 to 1.83% carbon and 1.06 to 2.66% chromium, was developed, which with a probability of 95%, a correlation coefficient of 0.998 and an average approximation error of 0.21% describes the diffusion process. As a result of the research, it was established that the dissolution of carbides in austenite of hypereutectoid steels during heating is determined by the rate of carbon diffusion, austenite grain sizes, time and temperature of the process. A mathematical model of the kinetics of dissolution of carbides in austenite of hypereutectoid steels during heating was developed, taking into account the influence of the chemical composition and temperature of the steel on the diffusion mobility of carbon and the size of the austenite grain. A comparison of the calculated and experimental values of the dissolution time of cementite-type carbides in austenite shows that there is a close correlation between them, with a probability of 95%, a correlation coefficient of 0.974 and a error of 4.5%. The materials of the article can be used by scientists for further research and practitioners in the selection of materials for making tools. В статті на основі даних літератури розглянуто процес розчинення карбідів при перетворенні перліту в аустеніт у вуглецевій евтектоїдній сталі. Показано, що в інтервалі температур 760-880 оС розчинність карбідів у 50-1000 разів менша ніж у заевтектоїдних сталях, що пов'язано, зі збільшенням відстані дифузії вуглецю задля досягнення рівноважного стану. На сьогоднішній день відсутня інформація про математичні моделі, що описують кінетику розчинення карбідів заевтектоїдних сталей в залежності від швидкості дифузії вуглецю та розмірів зерна аустеніту. Метою роботи є вивчення закономірності розчинення карбідів заевтектоїдних сталей в аустеніті при нагріванні та розробка математичної моделі кінетики їх розчинення. Встановлена кількісна залежність розміру зерна аустеніту заевтектоїдних сталей від вмісту вуглецю, хрому, кремнію та температури нагріву та показано, що найбільш значний вплив близько 45% надає температура. Вплив хрому становить 25%, вуглецю – 17%, а кремнію – 13%. Розроблена модель впливу вуглецю, хрому та температури на коефіцієнт дифузії вуглецю в аустеніті в інтервалі температур від 1000 до 1200 оС, при вмісті в сталі від 0,92 до 1,83 % вуглецю та від 1,06 до 2,66 % хрому, що з ймовірністю 95%, коефіцієнтом кореляції 0,998 та середньою помилкою апроксимації 0,21 % описує процес дифузії. В результаті проведених досліджень встановлено, що розчинення карбідів в аустеніті заевтектоїдних сталей при нагріванні визначається швидкістю дифузії вуглецю, розмірами зерна аустеніту, часом та температурою процесу. Розроблено математичну модель кінетики розчинення карбідів в аустеніті заевтектоїдних сталей при нагріванні з урахуванням впливу хімічного складу та температури сталі на дифузійну рухливість вуглецю та розмір зерна аустеніту. Порівняння розрахункових та експериментальних значень часу розчинення карбідів цементитного типу в аустеніті показує, що між ними існує тісний кореляційний зв'язок, з ймовірністю 95%, коефіцієнтом кореляції 0,974 та похибкою 4,5%. Матеріали статті можуть бути використані науковцями для подальших досліджень та практиками у виборі матеріалів для виготовлення інструментів. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2025-03-31 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-1-2 10.15407/mom2025.01.014 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 1 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 14-20 Науково-технічний журнал; Том 31 № 1 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 14-20 2664-2441 2073-9583 10.15407/mom2025.01 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-1-2/329 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |