ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет», Липецк, Россия:
В. В. Шкатов, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: shkatov@mail.ru
И. П. Мазур, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: mazur_ip@mail.ru
Т. С. Четверикова, аспирант, эл. почта: knap@wip.pcz.pl

Ченстоховский технологический университет, Ченстохова, Польша:
М. Кнапински, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: izuchksi@yandex.ru

При горячей пластической деформации конструкционных сталей одним из перспективных путей получения высоких значений прочностных и пластических свойств готовой металлопродукции является регулирование процессов рекристаллизации деформированного металла на основе математических моделей. В данной статье представлена математическая модель прогнозирования динамической рекристаллизации при горячей деформации углеродистых и низколегированных сталей, в основу которой положен метод пересчета кинетики статической рекристаллизации к условиям непрерывного роста степени деформации в ходе деформирования металла. Результаты расчета кинетики рекристаллизации использованы для прогнозирования сопротивления деформации сталей. Разработанная математическая модель прогнозирования динамической рекристаллизации и сопротивления деформации сталей позволяет учитывать наряду с параметрами деформации содержание химических элементов в стали. Проведена проверка адекватности модели путем сравнения результатов расчета сопротивления деформации низколегированной стали с экспериментальными данными.

Работа проведена в рамках выполнения государственного задания Министерства образования и науки России по проекту № 11.1446.2017/ПЧ.

1. Керн А., Вальтер П., Пфайффер Э., Черзих Х.-Й. Применение моделирования для оптимизации и развития современных сталей для производства толстых листов // Черные металлы. 2017. № 6. С. 51–57.
2. Чабби Л. Моделирование микроструктуры и свойств при прокатке проволоки и прутков // Черные металлы. 2017. № 9. С. 57–62.
3. Korchunov A. G., Gun G. S., Shiryaev O. P., Piviovarova K. G. Study of structural transformation of hot-rolled carbon billets for highstrength ropes for responsible applications via the method of thermal analysis // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 13. P. 39–42.
4. Шкатов В. В., Мазур И. П., Кавалек А., Жучкова Т. С. Модель кинетики статической рекристаллизации аустенита в углеродистых и низколегированных сталях при горячей прокатке // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2017. Т. 15. № 2. С. 69–68.
5. Частухин А. В., Рингинен Д. А., Хадеев Г. Е., Эфрон Л. И. Кинетика статической рекристаллизации аустенита микролегированных ниобием трубных сталей // Металлург. 2015. № 12. С. 33–38.
6. Kubota M., Kobayashi Y., Ushioda K., Takahashi J. Effects of Alloying Elements on Static Recrystallization Behavior of Work-Hardened Austenite of High Carbon Low Alloy Steel // Materials Transactions. 2017. Vol. 58, Iss. 2. P. 186–195.
7. Larrañaga-Otegui A., Pereda B., Jorge-Badiola D., Gutiérrez I. Austenite Static Recrystallization Kinetics in Microalloyed B Steels // Metallurgical and Materials Transactions A. 2016. Vol. 47, Iss. 6. P. 3150–3164.
8. Горелик С. С., Добаткин С. В., Капуткина Л. М. Рекристаллизация металлов и сплавов. — М. : МИСиС, 2005. — 432 с.
9. Nakata N., Militzer M. Modelling of Microstructure Evolution during Hot Rolling of a 780 MPa High Strength Steel // ISIJ International. 2005. Vol. 45, Iss. 1. P. 82–90.
10. Hodgson P. D., Zahiri S. H., Whale J. J. The Static and Metadynamic Recrystallization Behaviour of an X60 Nb Microalloyed Steel // ISIJ International. 2004. Vol. 44, Iss. 7. P. 1224–1229.
11. Siciliano F., Jonas J. J. Mathematical Modeling of the Hot Strip Rolling of Microalloyed Nb, Multiply-Alloyed Cr-Mo, and Plain C-Mn Steels // Metallurgical and Materials Transactions A. 2000. Vol. 31A, Iss. 2. P. 511–530.
12. Cho S.-H., Kang K.-B., Jonas J. J. Mathematical Modeling of the Recrystallization Kinetics of Nb Microalloyed Steels // ISIJ International. 2001. Vol. 41, Iss. 7. P. 766–773.
13. Лизунов В. И., Шкатов В. В., Моляров В. Г., Канев В. П. Управление по структуре качеством стали при горячей прокатке // Металловедение и термическая обработка металлов. 1999. № 4. C. 52–56.
14. Medina S. F., Quispe A. Improved Model for Static Recrystallization Kinetics of Hot Deformed Austenite in Low Alloy and Nb/V Microalloyed Steels // ISIJ International. 2001. Vol. 41, Iss. 7. P. 774–781.
15. Chen F., Cui Z., Chen J. Prediction of microstructural evolution during hot forging // Manufacturing Rev. 2014. Vol. 1, Iss. 6. P. 1–21.
16. Hallberg H. Approaches to modeling of recrystallization // Metals. 2011. Vol. 1, Iss. 1. P. 16–48.
17. Xiao N., Chen Y., Li D., Li Y. Progress in mesoscopic modeling of microstructure evolution in steels // Science China Technological Sciences. 2012. Vol. 55, Iss. 2. P. 341–356.
18. Beynon J. H., Sellars C. M. Modeling Microstructure and Its Effects During. Multipass Hot Rolling // ISIJ International. 1992. Vol. 32, Iss. 3. P. 359–367.
19. Шкатов В. В., Шкатов М. И. Прогнозирование критической деформации соответствующей началу динамической рекристаллизации в сталях // Известия вузов. Черная металлургия. 2008. № 3. С. 59–61.
20. Шкатов М. И. Закономерности процессов структурообразования аустенита углеродистых и низколегированных сталей при горячей деформации: автореф. дис. … канд. техн. наук / Юго-Западный государственный университет. — Курск, 2013. — 16 с.
21. Misaka Y., Yoshimoto T. Formulation of mean resistance of deformation of plain carbon steel at elevated temperature // Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity. 1967. Vol. 8. P. 414–422.
22. Minami K., Siciliano F., Maccagno T. M., Jonas J. J. Mathematical Modeling of Mean Flow Stress during the Hot Strip Rolling of Nb Steels // ISIJ International. 1996. Vol. 36, Iss. 12. P. 1507–1515.
23. Laasraoui A., Jonas J. J. Prediction of Steel Flow Stresses at High Temperatures and Strain Rates // Metallurgical and Materials Transactions A. 1991.Vol. 22A, Iss. 7. P. 1545–1558.