Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф
The study utilizes the results of a previously conducted high-temperature X-ray phase analysis of quenched die steel 4Kh3N5М3F obtained by electroslag chill casting. An exponential model-free dependence of the amount of austenite on temperature was constructed. The obtained dependence, calculated us...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-1-3 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Institution
Metal Science and Treatment of Metals| id |
oai:ojs2.localhost:article-327 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Metal Science and Treatment of Metals |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-05-23T07:41:39Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
штампова сталь аустеніт нагрівання рівняння Арреніуса ефективна енергія активації |
| spellingShingle |
штампова сталь аустеніт нагрівання рівняння Арреніуса ефективна енергія активації Radchenko, O. K. Sydorchuk, O. M. Fedoran, Yu. O. Askerov, M. G. Gogaev, K. O. Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф |
| topic_facet |
stamped steel austenite heating Arrhenius equation effective activation energy штампова сталь аустеніт нагрівання рівняння Арреніуса ефективна енергія активації |
| format |
Article |
| author |
Radchenko, O. K. Sydorchuk, O. M. Fedoran, Yu. O. Askerov, M. G. Gogaev, K. O. |
| author_facet |
Radchenko, O. K. Sydorchuk, O. M. Fedoran, Yu. O. Askerov, M. G. Gogaev, K. O. |
| author_sort |
Radchenko, O. K. |
| title |
Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф |
| title_short |
Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф |
| title_full |
Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф |
| title_fullStr |
Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф |
| title_full_unstemmed |
Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф |
| title_sort |
залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4х3н5м3ф |
| title_alt |
Dependence of the amount of austenite on the temperature during heating of hardened die steel 4Kh3N5M3F |
| description |
The study utilizes the results of a previously conducted high-temperature X-ray phase analysis of quenched die steel 4Kh3N5М3F obtained by electroslag chill casting. An exponential model-free dependence of the amount of austenite on temperature was constructed. The obtained dependence, calculated using the Origin software with a high determination coefficient (0.99397), describes the increase in the amount of austenite as the steel heating temperature rises throughout the investigated temperature range (from 20 to 800 °C). Unfortunately, the coefficients in this dependence lack a clear physical meaning, which led to an attempt to describe the change in austenite content using the Arrhenius equation. Using the linear regression method and Excel software, the material constants of the Arrhenius law were calculated only for the three highest temperature points. It was found that the dependence of the amount of austenite (in mass %) is well described by the Arrhenius law (R² = 0.98397) in the temperature range from 450 to 800 °C, while the residual austenite content at room temperature does not conform to this dependence. A comparison of the calculated effective activation energy of austenite formation with existing literature data (1500-450 kJ/mol for tool steels and 40 kJ/mol for hypereutectoid boron steel (22MnB5)) showed that the obtained value is relatively low. In our view, the low calculated effective activation energy is associated with three factors reducing its magnitude: the presence of retained austenite in the steel structure after quenching, a fine-dispersed nonequilibrium martensitic structure, and the low heating rate of the samples during the study. The established patterns of phase composition changes concerning the amount of austenite in quenched 4Kh3N5М3F steel during heating within the studied temperature range allow determining its efficiency for hot stamping tools at different operating temperatures. |
| 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/2025-1-3 |
| work_keys_str_mv |
AT radchenkook dependenceoftheamountofausteniteonthetemperatureduringheatingofhardeneddiesteel4kh3n5m3f AT sydorchukom dependenceoftheamountofausteniteonthetemperatureduringheatingofhardeneddiesteel4kh3n5m3f AT fedoranyuo dependenceoftheamountofausteniteonthetemperatureduringheatingofhardeneddiesteel4kh3n5m3f AT askerovmg dependenceoftheamountofausteniteonthetemperatureduringheatingofhardeneddiesteel4kh3n5m3f AT gogaevko dependenceoftheamountofausteniteonthetemperatureduringheatingofhardeneddiesteel4kh3n5m3f AT radchenkook zaležnístʹkílʹkostíaustenítuvídtemperaturiprinagrívannízagartovanoíštampovoístalí4h3n5m3f AT sydorchukom zaležnístʹkílʹkostíaustenítuvídtemperaturiprinagrívannízagartovanoíštampovoístalí4h3n5m3f AT fedoranyuo zaležnístʹkílʹkostíaustenítuvídtemperaturiprinagrívannízagartovanoíštampovoístalí4h3n5m3f AT askerovmg zaležnístʹkílʹkostíaustenítuvídtemperaturiprinagrívannízagartovanoíštampovoístalí4h3n5m3f AT gogaevko zaležnístʹkílʹkostíaustenítuvídtemperaturiprinagrívannízagartovanoíštampovoístalí4h3n5m3f |
| first_indexed |
2025-09-24T18:19:36Z |
| last_indexed |
2025-09-24T18:19:36Z |
| _version_ |
1850424256800751616 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-3272025-05-23T07:41:39Z Dependence of the amount of austenite on the temperature during heating of hardened die steel 4Kh3N5M3F Залежність кількості аустеніту від температури при нагріванні загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф Radchenko, O. K. Sydorchuk, O. M. Fedoran, Yu. O. Askerov, M. G. Gogaev, K. O. stamped steel austenite heating Arrhenius equation effective activation energy штампова сталь аустеніт нагрівання рівняння Арреніуса ефективна енергія активації The study utilizes the results of a previously conducted high-temperature X-ray phase analysis of quenched die steel 4Kh3N5М3F obtained by electroslag chill casting. An exponential model-free dependence of the amount of austenite on temperature was constructed. The obtained dependence, calculated using the Origin software with a high determination coefficient (0.99397), describes the increase in the amount of austenite as the steel heating temperature rises throughout the investigated temperature range (from 20 to 800 °C). Unfortunately, the coefficients in this dependence lack a clear physical meaning, which led to an attempt to describe the change in austenite content using the Arrhenius equation. Using the linear regression method and Excel software, the material constants of the Arrhenius law were calculated only for the three highest temperature points. It was found that the dependence of the amount of austenite (in mass %) is well described by the Arrhenius law (R² = 0.98397) in the temperature range from 450 to 800 °C, while the residual austenite content at room temperature does not conform to this dependence. A comparison of the calculated effective activation energy of austenite formation with existing literature data (1500-450 kJ/mol for tool steels and 40 kJ/mol for hypereutectoid boron steel (22MnB5)) showed that the obtained value is relatively low. In our view, the low calculated effective activation energy is associated with three factors reducing its magnitude: the presence of retained austenite in the steel structure after quenching, a fine-dispersed nonequilibrium martensitic structure, and the low heating rate of the samples during the study. The established patterns of phase composition changes concerning the amount of austenite in quenched 4Kh3N5М3F steel during heating within the studied temperature range allow determining its efficiency for hot stamping tools at different operating temperatures. У роботі використано результати проведеного раніше високотемпературного Х-променевого фазового аналізу загартованої штампової сталі 4Х3Н5М3Ф одержаної методом електрошлакового кокільного лиття. Було побудовано експоненціальну безмодельну залежність кількості аустеніту від температури. Одержана, за допомогою програми Origin, залежність з досить високим коефіцієнтом детермінованості (0,99397) описує збільшення кількості аустеніту при збільшенні температури нагріву сталі в усьому інтервалі досліджених температур (від 20 до 800 °С). Коефіцієнти, що входять до цієї залежності нажаль не мають чіткого фізичного сенсу, тому була проведена спроба описати зміну кількості аустеніту за допомогою рівняння Арреніуса. За допомогою метода лінійної регресії та використання програми Excel були розраховані матеріальні константи закону Арреніуса лише для трьох верхніх точок. Було встановлено, що залежність кількості аустеніту (γ, % за мас.) гарно описується законом Арреніуса (R2 = 0,98397) в інтервалі температур від 450 до 800 °С, тоді як залишкова кількість аустеніту за кімнатної температури не відповідає цій залежності. Порівняння розрахованої величини ефективної енергії активації утворення аустеніту з існуючими літературними даними (1500-450 кДж/моль для інструментальних сталей та 40 кДж/моль для заевтектоїдної борної сталі (22MnB5)) показало, що вона має досить малу величину. Мала величина розрахованої ефективної енергії активації на наш погляд пов’язана з трьома факторами, що знижують її величину: наявність залишкового аустеніту у структурі сталі після її гартування, тонкодисперсна нерівноважна структура мартенситу та низька швидкість нагрівання зразків при їх дослідженні. Встановлені закономірності зміни фазового складу щодо кількості аустеніту у загартованій сталі 4Х3Н5М3Ф при нагріванні в досліджуваному інтервалі температур дозволяють визначити ефективність її використання для інструменту гарячого штампування при різних робочих температурах. 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/2025-1-3 10.15407/mom2025.01.020 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 1 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 20-30 Науково-технічний журнал; Том 31 № 1 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 20-30 2664-2441 2073-9583 10.15407/mom2025.01 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-1-3/330 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |