Исследование морфологии и топологии пластинчатого и зернистого перлита стали У8 на субмикронном уровне
Л.П. Арефьева, В.В. Дука, Е.Г. Дроган
ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.239
Оригинальная статья
Аннотация: В работе приведены результаты исследования субмикронной структуры углеродистой эвтектоидной стали методом атомно-силовой микроскопии, проведенного в соответствие с действующими международными стандартами. Исследование проводилось на образцах, полученных двумя способами: полным отжигом и отжигом на зернистый перлит. Первый образец имел структуру пластинчатого перлита, второй – зернистого перлита. Наличие данных структур контролировалось оптической микроскопией и измерениями твердости по методу Роквелла. Препарирование образцов включало операции вырезки, шлифования, полирования и травления. Количественная оценка структурных составляющих перлита проводилась с использованием прикладного пакета ImageJ. Объемная доля феррита составляла порядка 88%. Исследованы топология и морфология поверхностей методом атомно-силовой микроскопии в прерывисто-контактном режиме. Определены амплитудные характеристики поверхностей, форма и размеры структурных составляющих перлита. Показано, что проведенный анализ субмикроструктуры позволяет однозначно идентифицировать фазовые составляющие стали.
Ключевые слова: эвтектоидная сталь, зернистый перлит, пластинчатый перлит, субмикроструктура, атомно-силовая микроскопия
- Арефьева Людмила Павловна – д.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры «Материаловедение и технологии металлов», ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
- Дука Валентина Владимировна – старший преподаватель кафедры «Материаловедение и технологии металлов», ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
- Дроган Екатерина Геннадьевна – к.т.н., доцент кафедры «Химия», ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Ссылка на статью:
Арефьева, Л.П. Исследование морфологии и топологии пластинчатого и зернистого перлита стали У8 на субмикронном уровне / Л.П. Арефьева, В.В. Дука, Е.Г. Дроган // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 239-245. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.239.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Зуев, Л.Б. О возможностях атомно-силовой микроскопии в металлографии углеродистых сталей / Л.Б. Зуев, Г.В. Шляхова // Материаловедение. – 2014. – №7. – С. 7-12.
2. Тарасова, Н.В. Возможности методов атомно-силовой микроскопии в наноматериаловедении углеродистых сталей / Н.В. Тарасова, А.Р. Лория // Современные тенденции развития науки и образования. – 2016. – № 6-1. – С. 94-96.
3. Shlyakhova, G.V. Studying carbon steel by atomic force microscopy / G.V. Shlyakhova, L.B. Zuev, E.A. Popova // AIP Conference Proceedings. – 2018. – V. 2053. – I. 1. – P. 030063-1-030063-4. DOI: 10.1063/1.5084424.
4. Duka, V.V. The use of the atomic force microscopy to investigate the structure of steel 14G2 / V.V. Duka, V.N. Pustovoit, D.A. Ostapenko, L.P. Aref`eva, Y.M. Dombrovskij // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – V. 680. – Art. № 012023. – 5 p. DOI: 10.1088/1757-899X/680/1/012023.
5. Шляхова, Г.В. Исследование структуры стали 40Х13 после закалки методами атомно-силовой микроскопии / Г.В. Шляхова, С.А. Баранникова, Л.Б. Зуев // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2016. – Т.21. – Вып. 3. – С.1447-1449. DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-3-1447-1449.
6. Арефьева, Л.П. Взаимосвязь структурно-фазового состава с механизмом разрушения высокопрочной строительной стали / Л.П. Арефьева, В.В. Дука, И.Ю. Забияка // Письма в Журнал технической физики. – 2022. – Т. 48. – Вып. 8. – С. 39-42. DOI: 10.21883/PJTF.2022.08.52366.19093.
7. Корх, М.К. Использование метода зонда Кельвина для контроля фазового состава аустенитноферритной хромоникелевой стали / М.К. Корх, Ю.В. Корх, М.Б. Ригмант, Н.В. Казанцева, Н.И. Виноградова // Дефектоскопия – 2016. – № 11. – С. 59-69.
8. Панкратов, И.А. Определение упругих характеристик структурных составляющих сталей Х12 и Р6М5 методом атомно-силовой микроскопии / И.А. Панкратов, И.Н. Степанкин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2017. – Т. 83. – № 7. – С. 40-44.
9. Ригмант, М.Б. Методы выявления мартенсита деформации в аустенитно-ферритных сталях / М.Б. Ригмант, М.К. Корх, Д.И. Давыдов и др. // Дефектоскопия. – 2015. – № 11. – С. 28-42.
10. Карбань, О.В. Применение сканирующей зондовой микроскопии при коррозионных исследованиях стали 12Х18Н10Т в различных средах / О.В. Карбань, В.И. Ладьянов, С.М. Решетников, Е.М. Борисова, В.Г. Маклецов // Вестник Удмуртского университета. Серия физика и химия. – 2014. – № 2. – С. 5-12.
11. Сыромятникова, А.С. Применение атомно-силовой микроскопии для исследования микроструктуры феррито-перлитных сталей / А.С. Сыромятникова, Е.М. Гуляева В.И. Попов // Вопросы материаловедения. – 2014. – № 1 (77). – С. 29-34.
12. Толстихина, А.Л. Атомно-силовая микроскопия кристаллов и пленок со сложной морфологией поверхности: дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.04.18 / Толстихина Алла Леонидовна. – М.: ФГБУН Институт кристаллографии им. A.B. Шубникова РАН, 2013. – 333 с.
13. Gwyddion – Free SPM (AFM, SNOM/NSOM, STM, MFM, …) data analysis software. – Режим доступа: www.url: http://gwyddion.net. – 15.05.2023.
14. ImageJ – Image Processing and Analysis in Java. – Режим доступа: www.url: https://imagej.net/ij/index.html. –- 20.05.2023.