Влияние предварительной деформации на структурные изменения и температурные параметры рекристаллизации в малоуглеродистых низколегированных сталях марок 09Г2С, 17ГС, 17Г1С

Накопленная энергия деформации в металлах и сплавах может достигать 10¹⁰ — 10¹² см^-2, что делает наклепанный материал термодинамически неустойчивым и склонным к рекристаллизации при нагреве. Это фундаментальное явление лежит в основе формирования структуры и свойств металлопродукции, и его понимание критически важно для оптимизации технологических процессов. В контексте современной металлургии, где требования к прочностным характеристикам, долговечности и надежности конструкций постоянно растут, исследование процессов деформации и последующей рекристаллизации в конструкционных сталях приобретает особую актуальность, поскольку напрямую влияет на их эксплуатационные характеристики.

Малоуглеродистые низколегированные стали, такие как 09Г2С, 17ГС и 17Г1С, являются ключевыми материалами в машиностроении, строительстве и энергетике благодаря их превосходному сочетанию прочности, свариваемости и хладостойкости. Однако их эксплуатационные характеристики во многом зависят от режимов обработки давлением и последующей термической обработки, которые определяют микроструктуру и, как следствие, механические свойства. Целью данной работы является комплексное изучение влияния предварительной деформации на структурные изменения и температурные параметры рекристаллизации в этих важнейших марках сталей. Глубокое понимание этих процессов позволит не только оптимизировать существующие технологические цепочки, но и разработать новые подходы к термической обработке для достижения заданного комплекса свойств, что является неотъемлемой частью успешной дипломной работы в области материаловедения.

Обзор химического состава и основных свойств исследуемых сталей

Сравнительный анализ химического состава и свойств конструкционных низколегированных сталей 09Г2С, 17ГС и 17Г1С открывает широкие возможности для понимания их поведения при различных режимах деформации и термической обработки. Эти стали, несмотря на схожесть в назначении, имеют тонкие, но важные отличия в элементном составе, которые предопределяют их уникальные характеристики, обуславливающие специфику применения в различных отраслях промышленности.

Сталь 09Г2С: химический состав, механические свойства и область применения

Сталь 09Г2С, являясь классическим представителем конструкционных низколегированных сталей, широко известна своей универсальностью и надежностью. Согласно ГОСТ 19281-2014, её химический состав тщательно сбалансирован: содержание углерода (C) не превышает 0,12%, что обеспечивает превосходную свариваемость без ограничений. Это означает, что для большинства случаев сварки не требуется ни предварительный подогрев, ни последующая термообработка. Даже при сварке листов толщиной до 40 мм не нужна разделка кромок, а для многослойной сварки рекомендуется каскадный метод для предотвращения локального перегрева зоны шва. Низкое содержание углерода также гарантирует сохранение стабильных пластических характеристик даже после сварочных операций, предотвращая перегрев и чрезмерное закаливание, что критически важно для долговечности конструкции.

Ключевыми легирующими элементами являются кремний (Si) в диапазоне 0,5-0,8% и марганец (Mn) в количестве 1,3-1,7%. Эти элементы, отраженные в маркировке «Г2С» (0,09% С, марганец до 2%, кремний), значительно повышают прочность стали. Остальные элементы, такие как фосфор (P) и сера (S), строго контролируются (не более 0,035% и 0,04% соответственно) для минимизации охрупчивания. Примеси хрома (Cr), никеля (Ni), ванадия (V) и меди (Cu) также присутствуют в небольших количествах, до 0,3%, остальное – железо (Fe).

После термоупрочнения кристаллическая решетка стали 09Г2С приобретает двухфазную ферритно-мартенситную структуру, что приводит к значительному увеличению предела выносливости при малоцикловых нагрузках – в 3,0-3,5 раза. Это свойство, наряду с устойчивостью к отпускной хрупкости и сохранением пластичности после температурных воздействий, делает её незаменимой для ответственных конструкций.

Механические свойства стали 09Г2С впечатляют:

• Предел текучести: 345-490 МПа
• Временное сопротивление разрыву: 490-690 МПа
• Относительное удлинение: ≥21%
• Ударная вязкость при -20°С: ≥34 Дж/см²

Эти характеристики объясняют широкую область применения стали 09Г2С: от изготовления сварных строительных конструкций и опор трубопроводов до швеллеров и трубопроводов класса прочности К56 для магистральных нефтепроводов, работающих в условиях суровых температурных перепадов.

Сталь 17Г1С: химический состав, механические свойства и область применения

Сталь 17Г1С, как и 09Г2С, является конструкционной низколегированной сталью, но с несколько иным балансом легирующих элементов, что отражено в её маркировке: «17» указывает на среднее содержание углерода около 0,17%; «Г1» – наличие марганца около 1%; «С» – наличие кремния. По ГОСТ 19281-2014, её химический состав включает 0,15-0,2% углерода (C), 1,15-1,6% марганца (Mn) и 0,4-0,6% кремния (Si). Эти элементы являются основными легирующими, придающими стали необходимые механические свойства. Второстепенные элементы, такие как хром (Cr), медь (Cu), никель (Ni) – не более 0,3% каждый, а также фосфор (P) и сера (S) – не более 0,035% и 0,04% соответственно, и небольшие количества мышьяка (As) и азота (N), дополняют состав, остальное – железо (Fe). Важно отметить, что хром при таком низком содержании не оказывает существенного влияния на повышение износостойкости или коррозионной стойкости, в отличие от высоколегированных сталей.

Сталь 17Г1С также характеризуется хорошей свариваемостью без ограничений, что делает её удобной для использования в сложных конструкциях. Она применяется для сварных конструкций, которые эксплуатируются под давлением в широком температурном интервале от -40 до +475 °С. К таким конструкциям относятся фланцы, днища, корпуса аппаратов, элементы нефтепроводов, тепловых сетей и даже атомных электростанций, где требуются высокие показатели надежности и устойчивости к температурным нагрузкам.

Механические свойства стали 17Г1С:

• Предел текучести: 345-540 МПа
• Временное сопротивление разрыву: 490-690 МПа
• Относительное удлинение: ≥19%
• Ударная вязкость при -20°С: ≥34 Дж/см²

Эти параметры делают сталь 17Г1С схожей по некоторым характеристикам с маркой 16ГС и 17ГС, что подтверждает её роль как надежного конструкционного материала.

Сталь 17ГС: химический состав, механические свойства и область применения

Сталь 17ГС является еще одним представителем конструкционных низколегированных кремнемарганцовистых сталей, предназначенных для сварных конструкций. Её химический состав и механические свойства во многом схожи с 17Г1С, что подтверждается их часто рассматриваемой аналогией. Она соответствует ГОСТ 5520–79 и ГОСТ 10705–80, что гарантирует её качество и пригодность для ответственных применений.

Как и другие марки данной группы, сталь 17ГС обладает свариваемостью без ограничений, что является критически важным параметром для производства крупногабаритных и сложных сварных изделий. Это означает, что при её использовании в большинстве случаев не требуется дополнительный подогрев или последующая термообработка после сварки.

Основная область применения стали 17ГС – это сварные конструкции, работающие под давлением в температурном диапазоне от -40 до +475 °С. К таким изделиям относятся фланцы, днища и корпуса аппаратов, элементы трубопроводов и сосудов, которые испытывают значительные термические и механические нагрузки в процессе эксплуатации. Высокая прочность в сочетании с хорошей пластичностью и свариваемостью делают сталь 17ГС востребованной в энергетике, химической и нефтегазовой промышленности.

Сравнительный анализ химического состава и свойств сталей 09Г2С, 17ГС, 17Г1С

Для наглядности и более глубокого понимания различий между исследуемыми марками сталей, проведем их сравнительный анализ, фокусируясь на ключевых элементах и механических свойствах.

Характеристика	Сталь 09Г2С	Сталь 17Г1С	Сталь 17ГС
Углерод (C)	≤ 0,12% (около 0,09%)	0,15-0,2% (около 0,17%)	Схож с 17Г1С (конструкционная кремнемарганцовистая)
Кремний (Si)	0,5-0,8%	0,4-0,6%	Присутствует
Марганец (Mn)	1,3-1,7%	1,15-1,6%	Присутствует
Предел текучести (МПа)	345-490	345-540	Схож с 17Г1С
Временное сопротивление разрыву (МПа)	490-690	490-690	Схож с 17Г1С
Относительное удлинение (≥%)	21	19	Схож с 17Г1С
Ударная вязкость при -20°С (≥ Дж/см2)	34	34	Схож с 17Г1С
Свариваемость	Без ограничений	Без ограничений	Без ограничений
Применение	Сварные строительные конструкции, нефтепроводы К56	Сварные конструкции под давлением (-40 до +475 °С)	Сварные конструкции под давлением (-40 до +475 °С)

Ключевые отличия и их влияние:

• Содержание углерода: Сталь 09Г2С имеет значительно меньшее содержание углерода (до 0,12% против 0,15-0,2% у 17Г1С и 17ГС). Это ключевое отличие. Меньшее содержание углерода в 09Г2С обуславливает её исключительную свариваемость, меньшую склонность к закалке и перегреву, а также более высокую пластичность, особенно после сварки. С другой стороны, стали 17Г1С и 17ГС с более высоким содержанием углерода обладают несколько большей прочностью, что подтверждается диапазоном предела текучести (345-540 МПа против 345-490 МПа у 09Г2С).
• Легирование марганцем и кремнием: Все три стали являются кремнемарганцовистыми, но точные диапазоны содержания Si и Mn незначительно варьируются. В 09Г2С марганца немного больше (1,3-1,7% против 1,15-1,6% у 17Г1С), что способствует её прочности и мелкозернистости. Кремний в 09Г2С также находится в верхнем диапазоне (0,5-0,8% против 0,4-0,6% у 17Г1С), что способствует раскислению и увеличению прочности.
• Область применения: Хотя все стали применяются в сварных конструкциях, 09Г2С часто используется там, где критична свариваемость и требуется высокая хладостойкость, например, в трубопроводах класса К56. Стали 17Г1С и 17ГС ориентированы на конструкции, работающие под давлением в широком температурном интервале, где важна устойчивость к длительным нагрузкам при повышенных температурах.

Эти различия в химическом составе прямо влияют на поведение сталей при деформации и рекристаллизации. Например, более низкое содержание углерода в 09Г2С может приводить к более быстрому развитию рекристаллизации при одних и тех же температурно-временных параметрах по сравнению с 17Г1С и 17ГС. С другой стороны, более высокое содержание марганца в 09Г2С способствует замедлению процессов, связанных с ростом зерна, и формированию более тонкой структуры. Таким образом, при исследовании влияния предварительной деформации на рекристаллизацию необходимо учитывать эти нюансы, чтобы получить точные и применимые результаты для каждой конкретной марки стали, что является залогом эффективного проектирования.

Теоретические основы пластической деформации и механизмов рекристаллизации металлов

Металлы и сплавы, подвергаясь внешним механическим воздействиям, отвечают на них изменением своей кристаллической структуры. Это изменение, или пластическая деформация, является началом целого каскада процессов, которые при последующем нагреве приводят к рекристаллизации – феномену, возвращающему материалу его исходные или улучшенные свойства. Понимание этих взаимосвязанных явлений является краеугольным камнем в материаловедении, поскольку позволяет предсказывать и управлять поведением металлов.

Пластическая деформация: механизмы и структурные изменения

Пластическая деформация — это необратимое изменение формы и размеров тела под действием внешних сил, которое сохраняется после снятия нагрузки. На микроуровне этот процесс проявляется в сложнейших изменениях кристаллического строения металла. Прежде всего, происходит изменение формы самих зерен: они вытягиваются в направлении деформации, образуя так называемую волокнистую или слоистую структуру, также известную как текстура деформации. Эта текстура приводит к анизотропии свойств материала, то есть к их зависимости от направления.

Наиболее значимым изменением на субмикроскопическом уровне является увеличение плотности дислокаций — линейных дефектов кристаллической решетки. Если в отожженном металле плотность дислокаций составляет порядка 10⁶-10⁷ см^-2, то после интенсивной пластической деформации она может возрасти до 10¹⁰-10¹² см^-2. Это колоссальное накопление энергии дефектов приводит к значительному увеличению остаточных напряжений в материале, делая его термодинамически неустойчивым. Именно эта накопленная энергия является движущей силой для всех последующих процессов, направленных на восстановление равновесного состояния, а именно, рекристаллизации.

Возврат: стадии и их влияние на структуру

После пластической деформации, при относительно низких температурах (ниже температуры рекристаллизации), в металле начинается процесс возврата. Это стадия, на которой происходит уменьшение внутренней энергии деформированного материала за счет перераспределения и аннигиляции дефектов кристаллической решетки, но без изменения формы и размера зерен. Возврат — это многоступенчатый процесс, включающий две основные стадии:

1. Отдых: На этой стадии происходит уменьшение количества точечных дефектов (вакансий и межузельных атомов), а также частичная аннигиляция и переползание дислокаций. В результате плотность дислокаций несколько снижается, а внутренние напряжения уменьшаются. Этот процесс протекает без видимых изменений микроструктуры под оптическим микроскопом.
2. Полигонизация: При более высоких температурах или длительной выдержке после отдыха происходит полигонизация. Дислокации перестраиваются в упорядоченные конфигурации, образуя малоугловые границы. Эти границы разделяют объем зерна на области, называемые субзернами или полигонами, которые имеют небольшие углы разориентации (обычно до 1-2°). Формирование такой субструктуры приводит к дальнейшему уменьшению остаточных напряжений и повышению структурного совершенства без образования новых, недеформированных зерен.

Возврат является важным этапом, предшествующим рекристаллизации, так как он подготавливает структуру материала к более глубоким изменениям, определяя будущие характеристики.

Первичная рекристаллизация: зарождение и рост новых зерен

Первичная рекристаллизация — это ключевой процесс, который полностью снимает наклеп, накопленный при пластической деформации. Этот процесс характеризуется зарождением и ростом новых, недеформированных зерен с малым количеством дефектов кристаллического строения. Движущей силой является разница в запасенной энергии между деформированным и недеформированным объемом материала.

Механизмы зарождения: Новые зерна обычно зарождаются в местах наибольшего скопления дефектов и максимальных локальных напряжений, таких как тройные стыки зерен, границы зерен, полосы сдвига и двойники. В этих областях при нагреве образуются небольшие объемы материала с низким уровнем дефектов, которые затем растут за счет поглощения окружающей, сильно деформированной матрицы. Зарождение может происходить как путем формирования новых зерен, так и путем избирательного роста отдельных субзерен, образовавшихся на стадии полигонизации.

Механизмы роста: Рост новых зерен происходит за счет перемещения высокоугловых границ. Эти границы обладают высокой подвижностью и поглощают деформированный материал, богатый дислокациями и внутренними напряжениями. В результате первичной рекристаллизации формируется равноосная структура, состоящая из зерен, которые имеют значительно меньшую плотность дислокаций (снижается с 10¹⁰-10¹² до 10⁸-10⁷ см^-2) и внутренние напряжения. Это приводит к полному снятию наклепа и восстановлению исходных пластических свойств материала, а прочностные характеристики приближаются к минимальным достижимым значениям, что позволяет материалу выдерживать новые циклы деформации без разрушения.

Собирательная и вторичная рекристаллизация

После завершения первичной рекристаллизации, если нагрев продолжается или температура повышается, могут развиваться дальнейшие процессы изменения микроструктуры, направленные на уменьшение зернограничной энергии.

1. Собирательная рекристаллизация: Этот процесс заключается в росте образовавшихся зерен за счет «поедания» более мелких. Движущей силой является стремление системы к уменьшению общей площади границ зерен и, соответственно, зернограничной энергии. Крупные, более стабильные зерна поглощают мелкие, что приводит к укрупнению средней величины зерна. Хотя собирательная рекристаллизация не связана с изменением плотности дислокаций (поскольку наклеп уже снят), она может существенно влиять на механические свойства, поско��ьку размер зерна является критически важным параметром.
2. Вторичная рекристаллизация: Это аномальный рост отдельных зерен после завершения первичной и собирательной рекристаллизации. Вторичная рекристаллизация характеризуется тем, что лишь некоторые зерна начинают расти значительно быстрее других, достигая иногда очень больших размеров. Этот процесс часто наблюдается в материалах с определенными текстурами или при наличии сдерживающих факторов, таких как дисперсные выделения, которые препятствуют равномерному росту зерен. Аномально крупное зерно, образующееся при вторичной рекристаллизации, крайне нежелательно, так как оно может резко снижать пластичность и ударную вязкость материала, способствуя межкристаллитному разрушению.

Температура рекристаллизации: факторы влияния и правило Бочвара

Температура рекристаллизации (T_р) – это минимальная температура, при которой наблюдается заметное начало процесса рекристаллизации в деформированном металле за определенное время. Этот параметр не является константой и сильно зависит от ряда факторов:

• Степень деформации: Чем выше степень деформации, тем больше накопленная энергия и тем ниже T_р.
• Время выдержки: Чем дольше время выдержки при данной температуре, тем ниже T_р.
• Размер зерна до деформации: Мелкое исходное зерно способствует более низкой T_р.
• Чистота металла: Примеси и легирующие элементы, как правило, повышают T_р, так как они закрепляют дислокации и границы зерен, препятствуя их движению.
• Скорость нагрева: Быстрый нагрев может повышать T_р, так как не дает времени для развития процессов возврата и зарождения.

Для оценки температуры рекристаллизации существует эмпирическое правило А.А. Бочвара:

• Для чистых металлов: T_р ≈ (0,1-0,2) T_пл
• Для технически чистых металлов: T_р ≈ 0,4 T_пл
• Для сплавов (твердых растворов): T_р ≈ (0,5-0,6) T_пл

где T_пл – температура плавления металла или сплава в Кельвинах.

Это правило указывает, что легирование существенно повышает температуру рекристаллизации, делая процесс более энергозатратным. Например, для железа (T_пл ≈ 1811 К), технически чистое железо будет рекристаллизоваться при температуре около 724 К (451 °С), тогда как сплавы на основе железа, такие как исследуемые стали, будут иметь гораздо более высокие температуры рекристаллизации, что подтверждается практикой. Понимание этих теоретических основ критически важно для дальнейшего анализа влияния предварительной деформации на кинетику и температурные интервалы рекристаллизации в конкретных марках сталей.

Влияние параметров предварительной деформации на кинетику и температурные интервалы рекристаллизации в малоуглеродистых низколегированных сталях

Предварительная деформация является мощным инструментом управления микроструктурой и свойствами металлов. Однако её эффективность полностью зависит от точности контроля таких параметров, как степень, температура и скорость деформации. Эти факторы напрямую влияют на накопление энергии деформации, подвижность дефектов и, как следствие, на кинетику и температурные интервалы последующей рекристаллизации.

Влияние степени деформации

Степень пластической деформации — это один из наиболее значимых параметров, определяющих характер рекристаллизации. Чем выше степень деформации, тем больше работы совершается над материалом, тем больше накапливается дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий), и тем выше запасенная энергия. Это приводит к нескольким ключевым эффектам:

• Количество центров рекристаллизации: Увеличение степени деформации значительно повышает количество потенциальных центров зарождения новых рекристаллизованных зерен. Эти центры чаще всего формируются в областях с максимальной локальной деформацией и высокой плотностью дислокаций, таких как границы исходных зерен и полосы сдвига.
• Размер рекристаллизованного зерна: Парадоксально, но увеличение степени деформации после критической приводит к уменьшению среднего размера рекристаллизованного зерна. Это объясняется тем, что при большем количестве центров рекристаллизации новые зерна зарождаются ближе друг к другу и быстрее сталкиваются, ограничивая свой рост. Таким образом, правильно подобранная высокая степень деформации является эффективным способом достижения мелкозернистой структуры, что, в свою очередь, способствует повышению прочности и пластичности материала.
• Критическая степень деформации: Существует понятие критической степени деформации, которая, как правило, составляет около 3-8% для большинства металлов и сплавов. При деформациях ниже этого порога рекристаллизация может вообще не происходить или протекать с аномально большим ростом зерна. Особо нежелательным является диапазон деформаций 3-15%, так как при последующем отжиге величина зерна может резко возрасти и значительно превысить исходную, что негативно скажется на механических свойствах. Поэтому перед рекристаллизационным отжигом следует избегать таких малых степеней деформации.

Влияние температуры деформации

Температура, при которой происходит деформация, кардинально меняет процессы, протекающие в металле:

• Холодная деформация: Осуществляется при температурах ниже температуры рекристаллизации. При этом практически вся энергия деформации аккумулируется в виде дефектов кристаллической решетки, что приводит к значительному упрочнению (наклёпу), увеличению плотности дислокаций, вытягиванию зерен и снижению пластичности. Именно после холодной деформации процессы рекристаллизации проявляются наиболее выраженно при последующем нагреве.
• Горячая деформация: Происходит при температурах выше температуры рекристаллизации. В этих условиях процессы пластической деформации и рекристаллизации протекают одновременно – это так называемая динамическая рекристаллизация. Благодаря этому металл сохраняет высокую пластичность, и наклеп снимается непосредственно в процессе деформации. Горячее деформирование с высокими скоростями и большими деформациями, за которым следует быстрое охлаждение металла ниже температуры рекристаллизации, позволяет «заморозить» наклеп, сохраняя мелкозернистую структуру и повышенные прочностные характеристики.
• Температурный порог рекристаллизации: Он тем ниже, чем выше степень деформации и чем больше длительность нагрева. Также, меньшая величина зерна до деформации способствует снижению температурного порога. Понижение температуры нагрева под прокатку, например, приводит к уменьшению размеров исходного аустенитного зерна, а следовательно, и рекристаллизованного зерна. Замедление рекристаллизации при горячей деформации может быть достигнуто путем снижения температуры и повышения степени деформации, что используется в процессах контролируемой прокатки.

Влияние скорости деформации

Скорость деформации также играет значительную роль в формировании структуры и кинетике рекристаллизации:

• Высокие скорости горячей деформации: При горячей прокатке, особенно с высокими скоростями (например, 5-100 с^-1), рекристаллизация аустенита может протекать очень быстро, завершаясь в пределах коротких междеформационных пауз (от 0,1 до 10 секунд). Это явление используется для получения мелкозернистой структуры, так как быстрые деформации и короткие паузы способствуют активному зарождению, но ограничивают рост зерен.
• Низкотемпературная деформация и фазовые превращения: Увеличение скорости низкотемпературной деформации (при температурах от -50°C до комнатной) может препятствовать развитию фазовых мартенситных превращений в метастабильных аустенитных сталях. Это способствует формированию более устойчивой аустенитной структуры, что важно для сохранения пластичности и вязкости в криогенных условиях. При деформации ниже -50°C, повышение скорости деформации также способствует снижению количества мартенситных фаз.
• Электропластическая деформация: Это особый вид деформации, при котором на металл воздействуют электрическим током высокой плотности одновременно с механической нагрузкой. Для стали 09Г2С электропластическая деформация при прокатке приводит к значительному дроблению перлитных пластин, их сфероидизации (приобретению глобулярной формы) и перераспределению. Этот эффект способствует измельчению структуры и, как следствие, улучшению механических свойств. Электрический ток оказывает не только тепловое, но и атермическое действие, повышая подвижность дислокаций и ускоряя процессы релаксации напряжений и зарождения рекристаллизации.

Особенности влияния предварительной деформации на рекристаллизацию сталей 09Г2С, 17ГС, 17Г1С

Хотя общие принципы влияния параметров деформации на рекристаллизацию универсальны, их проявление в конкретных марках сталей, таких как 09Г2С, 17ГС и 17Г1С, имеет свои нюансы, обусловленные химическим составом.

• Сталь 09Г2С: Благодаря низкому содержанию углерода и повышенному марганцу, сталь 09Г2С обладает высокой склонностью к динамической рекристаллизации при горячей деформации. Низкая температура начала рекристаллизации (около 600°С) делает её более податливой к термической обработке. Однако критические степени деформации могут быть особенно опасны, вызывая аномальный рост зерна. При этом, как показали исследования, электропластическая деформация может быть эффективным способом для получения ультрамелкозернистой структуры.
• Стали 17ГС и 17Г1С: Эти стали с более высоким содержанием углерода (около 0,17%) и схожим легированием марганцем и кремнием, как правило, имеют несколько более высокую температуру рекристаллизации по сравнению с 09Г2С. Это означает, что для достижения аналогичных результатов рекристаллизации может потребоваться либо более высокая температура отжига, либо более длительное время выдержки, либо более высокая степень предварительной деформации. Легирующие элементы, такие как марганец и кремний, в этих сталях стабилизируют аустенит, что может замедлять процессы рекристаллизации, особенно в условиях горячей деформации. При контролируемой прокатке, например, именно эти элементы влияют на кинетику полигонизации и рекристаллизации аустенита и феррита, способствуя формированию более дисперсной структуры.

Таким образом, для каждой марки стали необходимо тщательно подбирать оптимальные параметры предварительной деформации, учитывая их химический состав. Использование трехмерных диаграмм рекристаллизации, учитывающих степень деформации, температуру отжига и исходный размер зерна, становится незаменимым инструментом для предотвращения нежелательных структурных изменений и получения материала с требуемым комплексом механических свойств.

Изменения микроструктуры и механических свойств в сталях 09Г2С, 17ГС, 17Г1С в результате рекристаллизации

Рекристаллизация — это не просто процесс восстановления структуры, но и мощный механизм для целенаправленного изменения микроструктуры и механических свойств металлов. Понимание этих изменений в исследуемых малоуглеродистых низколегированных сталях после предварительной деформации позволяет эффективно управлять их поведением в условиях эксплуатации.

Микроструктурные изменения после деформации и рекристаллизации

Предварительная пластическая деформация, особенно холодная прокатка, вызывает глубокие изменения в исходной микроструктуре сталей. Например, после холодной прокатки сталь 09Г2С характеризуется ярко выраженной строчечностью, при которой ферритные зерна вытягиваются в направлении прокатки, приобретая анизотропную форму. Между этими вытянутыми ферритными зернами распределены ориентированные островки перлита, также деформированные и вытянутые вдоль направления деформации. Такая структура обладает высокой прочностью, но низкой пластичностью и ударной вязкостью.

Однако при применении специфических видов деформации, таких как электропластическая деформация при прокатке стали 09Г2С, наблюдаются уникальные эффекты. Электрический ток, проходящий через деформируемый металл, способствует дроблению перлитных пластин, их сфероидизации (превращению в округлые частицы) и более равномерному перераспределению в ферритной матрице. Это приводит к значительному измельчению структуры и повышению её однородности, что, в свою очередь, улучшает механические свойства.

Последующая рекристаллизация полностью снимает эти деформационные изменения. В процессе первичной рекристаллизации происходит зарождение и рост новых, равноосных зерен с минимальным количеством дефектов кристаллического строения. Это приводит к формированию равновесной структуры, которая значительно более стабильна термодинамически. Завершение рекристаллизации означает, что материал вернулся к состоянию, близкому к исходному отожженному состоянию, но с возможностью формирования более мелкого и однородного зерна.

Влияние рекристаллизации на плотность дислокаций и текстуру

Одним из наиболее значимых эффектов рекристаллизации на микроуровне является резкое снижение плотности дислокаций. Если после интенсивной пластической деформации плотность дислокаций может достигать 10¹⁰ — 10¹² см^-2, то после завершения рекристаллизации она снижается до 10⁸ — 10⁷ см^-2. Это уменьшение количества линейных дефектов является прямым свидетельством снятия наклепа и восстановления кристаллического совершенства материала.

Помимо снижения плотности дислокаций, рекристаллизация также может приводить к образованию текстуры рекристаллизации. Это явление заключается в появлении преимущественной ориентировки кристаллографических плоскостей и направлений зерен в поликристаллическом материале. В отличие от текстуры деформации, которая формируется под воздействием внешних механических сил, текстура рекристаллизации является результатом избирательного роста определенных зерен с благоприятной ориентировкой. Наличие текстуры рекристаллизации может приводить к анизотропии механических, электрических и магнитных свойств материала, что необходимо учитывать при его применении. Например, при полном исчезновении текстуры после рекристаллизации (что видно по дебаевским окружностям без текстурных максимумов на рентгенограммах), материал становится изотропным.

Изменение механических свойств

Рекристаллизация оказывает глубокое и разностороннее влияние на механические свойства металлов, полностью изменяя их после предварительной деформации:

• Прочность и твердость: После первичной рекристаллизации прочностные свойства металла приближаются к минимальным достижимым значениям, а твердость снижается. Это объясняется уменьшением плотности дислокаций и снятием наклепа. Однако последующие стадии — собирательная и вторичная рекристаллизация — могут вызывать укрупнение зерна, что, как известно, приводит к понижению прочности и, особенно, пластичности, а также ударной вязкости (закон Холла-Петча).
• Пластичность: Пластичность материала значительно возрастает после рекристаллизации, поскольку снимаются внутренние напряжения и восстанавливается свободное движение дислокаций.
• Ударная вязкость и хладостойкость: Рекристаллизационный отжиг способствует формированию мелкозернистой структуры, что является ключевым фактором для повышения ударной вязкости и хладостойкости стали. Деформация приводит к образованию полос скольжения и выделению дисперсных фаз. Повышение степени деформации увеличивает число полос скольжения и однородность их расположения, что, в свою очередь, способствует получению мелкого и равномерного зерна феррита после фазового превращения и значительно повышает хладостойкость стали.

Структура и свойства сталей 09Г2С, 17ГС, 17Г1С после рекристаллизации

Исследуемые малоуглеродистые низколегированные стали — 09Г2С, 17ГС, 17Г1С — после рекристаллизации приобретают характерную феррито-перлитную структуру. Однако детали этой структуры и, соответственно, механические свойства будут варьироваться в зависимости от исходного состояния, параметров предварительной деформации и режимов термической обработки.

• Сталь 09Г2С: Благодаря низкому содержанию углерода и эффективному легированию марганцем и кремнием, 09Г2С особенно хорошо отзывается на рекристаллизационный отжиг. Он позволяет получить мелкозернистую структуру, например, с размером зерна в 9 баллов по ГОСТ, что критически важно для обеспечения высокой хладостойкости и хорошей свариваемости. Нормализация, как вид термической обработки, обеспечивает для этой стали мелкозернистую, однородную структуру, при этом твердость и прочность могут быть на 10-15% выше, чем после обычного отжига.
• Стали 17ГС и 17Г1С: Эти стали, обладая чуть более высоким содержанием углерода, также формируют феррито-перлитную структуру после рекристаллизации. При правильном подборе режимов предварительной деформации и последующего отжига, можно достичь мелкозернистой структуры, необходимой для их ��рименения в сварных конструкциях, работающих под давлением. Легирующие элементы в этих сталях способствуют формированию более дисперсной структуры при нормализации за счет большего переохлаждения аустенита. Это обеспечивает высокий уровень прочности и ударной вязкости, что критично для условий эксплуатации при повышенных температурах и давлениях.

Таким образом, рекристаллизация является не только способом устранения наклепа, но и мощным инструментом для формирования оптимальной микроструктуры и комплекса механических свойств в малоуглеродистых низколегированных сталях. Целенаправленное управление этим процессом позволяет получать материалы с заданными эксплуатационными характеристиками, что является краеугольным камнем в современном материаловедении и металлургии.

Современные методы исследования структуры, фазового состава и определения температуры рекристаллизации

Для глубокого и всестороннего понимания процессов, происходящих в металлах под воздействием деформации и нагрева, требуется арсенал современных аналитических методов. Эти методы позволяют не только визуализировать микроструктурные изменения, но и количественно оценивать фазовый состав, дефекты кристаллического строения и кинетические параметры рекристаллизации.

Рентгеноструктурный анализ (РСА)

Рентгеноструктурный анализ (РСА) является одним из фундаментальных методов исследования атомного строения кристаллов. Его принципы основаны на дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке вещества. РСА предоставляет уникальные возможности для:

• Определения атомной структуры: Позволяет точно установить тип кристаллической решетки, параметры элементарной ячейки (её размеры и форму), а также пространственную группу симметрии кристалла. Это критически важно для идентификации различных фаз в сталях.
• Изучения структурных изменений: С помощью РСА можно отслеживать изменения, происходящие в металлах и сплавах при пластической деформации и термической обработке. Например, уширение дифракционных линий свидетельствует о микроискажениях кристаллической решетки и измельчении блоков когерентного рассеяния, вызванных деформацией.
• Определения параметров полигональной структуры аустенита: В процессе горячей деформации аустенит может претерпевать полигонизацию. РСА позволяет количественно оценить размеры субзерен и углы разориентации между ними.
• Фазового анализа: Метод позволяет определять количественное соотношение различных фаз в стали, например, аустенита и мартенсита, что особенно важно для метастабильных сталей.
• Исследования текстур: РСА является основным методом для изучения текстур деформации и рекристаллизации. При наличии преимущественной ориентировки зерен на рентгенограммах появляются текстурные максимумы. Полное исчезновения текстуры после рекристаллизации, когда на рентгенограммах образуется дебаевская окружность без текстурных максимумов, указывает на изотропность материала и успешное завершение рекристаллизации.

Электронная микроскопия (просвечивающая и растровая)

Электронная микроскопия, представленная просвечивающей (ПЭМ) и растровой (РЭМ) разновидностями, позволяет исследовать микроструктуру материалов на значительно более высоком разрешении, чем оптическая микроскопия:

• Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ): Позволяет наблюдать внутреннюю структуру зерен, дислокации, двойники, тонкие выделения фаз. ПЭМ незаменима для изучения строчечности ферритных зерен, распределения и морфологии перлита после прокатки, а также для анализа субструктуры, формирующейся на стадии возврата и при зарождении рекристаллизации. С её помощью можно напрямую измерять плотность дислокаций и наблюдать их перераспределение.
• Растровая электронная микроскопия (РЭМ): Используется для исследования топографии поверхности образца и изучения морфологии микроструктурных составляющих. РЭМ позволяет визуализировать вытянутые ферритные зерна и ориентированные островки перлита после холодной прокатки, а также анализировать изменения в их форме и распределении при различных режимах деформации и термической обработки, например, сфероидизацию перлита при электропластической деформации. Современные РЭМ оснащаются энергодисперсионными спектрометрами (EDS) для элементного анализа, что позволяет локально определять химический состав фаз.

Оптическая металлография

Оптическая металлография — классический и по-прежнему актуальный метод для визуального исследования макро- и микроструктуры металлов. С её помощью можно:

• Наблюдать изменения в зернах: Выявлять вытянутые ферритные зерна, ориентированные островки перлита после холодной прокатки, а также образование равноосных рекристаллизованных зерен.
• Определять размер зерна: С использованием стандартных методов (например, метод секущих или метод сравнения с эталонными шкалами).
• Идентифицировать фазовые составляющие: Различать феррит, перлит, мартенсит и другие структурные компоненты после травления образца.
• Оценивать однородность структуры: Определять наличие полосчатости, неоднородности распределения фаз и других дефектов.

Методы определения температуры рекристаллизации

Определение температуры рекристаллизации (T_р) является критически важной задачей для оптимизации режимов термической обработки. Существует несколько основных методов:

• Металлографический метод: Основан на визуальном наблюдении начала образования новых, недеформированных зерен при нагреве деформированного материала. Серия образцов с одинаковой степенью деформации нагревается до различных температур и выдерживается определенное время, после чего анализируется их микроструктура. T_р определяется как температура, при которой под микроскопом становится заметно появление первых рекристаллизованных зерен.
• Рентгеноструктурный метод: Определяется по исчезновению текстуры деформации и появлению характерных признаков равноосных зерен (например, ослабление или исчезновение текстурных максимумов на рентгенограммах). Этот метод позволяет более точно зафиксировать начало и конец рекристаллизации на основе изменения кристаллографической ориентировки.
• Метод по изменению свойств: За T_р часто принимают температуру, при которой изменение какого-либо механического свойства, созданное деформацией (например, прирост твердости или прочности), уменьшается вдвое. По мере нагрева наклепанного металла происходит постепенное снижение твердости и прочности, а T_р соответствует точке на кривой зависимости «свойство-температура», где это изменение становится наиболее выраженным. Для определения T_р по твердости обычно строят кривую зависимости твердости от температуры отжига при фиксированном времени.

Прочие дифракционные методы

Помимо классического РСА, для более детального исследования полигональной структуры аустенита и феррита, а также для анализа распределения дислокаций и субструктур, могут применяться и другие дифракционные методы, такие как электронная дифракция (в ПЭМ) и дифракция обратно рассеянных электронов (EBSD) в РЭМ. Эти методы позволяют не только количественно оценивать размеры субзерен и углы их разориентации, но и строить карты кристаллографической ориентировки, анализировать границы зерен и их типы, что дает исчерпывающую информацию о структурных изменениях на разных стадиях рекристаллизации.

Комплексное применение этих методов обеспечивает глубокое понимание взаимосвязи между предварительной деформацией, микроструктурными изменениями и механическими свойствами исследуемых сталей, что является основой для разработки эффективных режимов термической обработки.

Оптимизация режимов термической обработки малоуглеродистых низколегированных сталей с учетом влияния предварительной деформации на рекристаллизацию

Управление процессами рекристаллизации через предварительную деформацию и последующую термическую обработку является критически важным для получения металлопродукции с заданным комплексом эксплуатационных свойств. Оптимизация режимов отжига и нормализации для сталей 09Г2С, 17ГС, 17Г1С требует глубокого понимания их химического состава и реакции на деформационное воздействие.

Рекристаллизационный отжиг: режимы и цели

Рекристаллизационный отжиг (РО) — это вид термической обработки, главной целью которого является полное снятие наклепа, измельчение зерна и восстановление пластических свойств деформированного металла. Для малоуглеродистых и низколегированных сталей РО обычно проводится в температурном интервале 600–700°С. Этот диапазон выбирается таким образом, чтобы температура была выше порога рекристаллизации (T_р), но ниже критической температуры A_c1 (температура начала превращения феррита в аустенит), чтобы избежать нежелательного образования аустенита и последующих фазовых превращений при охлаждении.

Оптимальные режимы РО подбирают не только по эмпирическим данным, но и с использованием графиков температурной зависимости механических свойств (прочности, пластичности, вязкости), а также трехмерных диаграмм рекристаллизации. Последние строятся в координатах «размер зерна – температура РО – степень холодной пластической деформации». Эти диаграммы позволяют визуализировать и предсказать размер зерна после отжига при различных комбинациях параметров, что критически важно для предотвращения критических степеней деформации (3-15%), которые могут привести к аномально крупному зерну. Например, для стали 09Г2С начало рекристаллизации наблюдается при 600°С, а её полное завершение – при 725°С. Что же из этого следует для практического применения? Тщательный контроль степени деформации перед отжигом становится ключевым фактором в достижении желаемой мелкозернистой структуры, предотвращая тем самым ухудшение механических свойств.

РО широко применяется для тонколистовой холоднокатаной качественной стали для холодной штамповки. Также он используется на промежуточных стадиях изготовления листа, чтобы повысить пластические свойства стали и облегчить последующую прокатку, избегая разрушения материала.

Нормализация: режимы и влияние на структуру и свойства

Нормализация — это еще один важный вид термической обработки, который заключается в нагреве стали до температуры, превышающей температуру фазового перехода A_c3 (для доэвтектоидных сталей) или A_cm (для заэвтектоидных сталей), выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе.

Основные цели нормализации:

• Измельчение зерна и повышение его однородности: Охлаждение на воздухе приводит к образованию более мелкого и равномерного зерна по сравнению с отжигом в печи, что положительно сказывается на прочности и вязкости.
• Устранение полосчатости структуры: Нормализация эффективно устраняет нежелательную полосчатость, которая может возникать при прокатке.
• Уменьшение склонности к деформационному старению и улучшение штампуемости: Мелкозернистая структура с равномерным распределением фаз снижает склонность к хрупкому разрушению при низких температурах и повышает пластичность.

Температура нормализации для углеродистых сталей обычно выбирается в пределах 780-940°С. Что касается механических свойств, то нормализация повышает твердость и прочность стали на 10-15% по сравнению с отжигом, при этом обеспечивая достаточно высокую ударную вязкость. Для низколегированных сталей, таких как 09Г2С, 17ГС, 17Г1С, часто используют именно нормализацию или закалку с высоким отпуском, поскольку она позволяет значительно повысить ударную вязкость. Структура низкоуглеродистой стали после нормализации является феррито-перлитной, но с более дисперсным и равномерным распределением фаз по сравнению с отожженной сталью.

Учет влияния легирующих элементов

Легирующие элементы, присутствующие в исследуемых сталях, играют ключевую роль в процессах термической обработки:

• Повышение устойчивости аустенита: Легирующие элементы, такие как марганец и кремний в сталях 09Г2С, 17ГС и 17Г1С, как правило, повышают устойчивость переохлажденного аустенита. Это означает, что аустенит сохраняет свою фазу при более низких температурах и для его полного распада в феррито-перлитную структуру требуются более медленные скорости охлаждения при отжиге.
• Корректировка скоростей охлаждения: При отжиге легированных сталей часто требуется значительно более медленное охлаждение (например, 30-50°С/час) по сравнению с углеродистыми сталями (100-150°С/час). Это необходимо для обеспечения полного распада аустенита и формирования равновесной структуры без образования закалочных структур.
• Дисперсность структуры при нормализации: При нормализации легированных сталей формируется более дисперсная структура. Это обусловлено тем, что легирующие элементы, повышая устойчивость аустенита, способствуют большему его переохлаждению перед распадом, что приводит к образованию более тонких и многочисленных пластин перлита или более мелких зерен феррита.

Практические рекомендации по оптимизации режимов для сталей 09Г2С, 17ГС, 17Г1С

На основе анализа химического состава, свойств и теоретических основ рекристаллизации можно сформулировать следующие рекомендации по термической обработке исследуемых марок сталей:

1. Для стали 09Г2С (с низким C, высоким Mn и Si):
   • Рекристаллизационный отжиг: Температурный интервал 600–700°С, с точным выбором температуры ближе к 700°С для более полного снятия наклепа, но избегая 725°С для предотвращения роста зерна. Применять для холоднодеформированных заготовок. Важно контролировать степень предварительной деформации, избегая критических значений (3-15%), чтобы не получить аномально крупное зерно.
   • Нормализация: Температура 880–920°С (выше A_c3), с последующим охлаждением на воздухе. Этот режим обеспечит мелкозернистую феррито-перлитную структуру с повышенной прочностью и твердостью на 10-15% по сравнению с отжигом, а также значительно улучшит ударную вязкость и хладостойкость, что важно для магистральных нефтепроводов. Учет электропластической деформации при прокатке может дополнительно улучшить структуру, требуя адаптации последующей термической обработки.
2. Для сталей 17ГС и 17Г1С (с умеренным C, Mn и Si):
   • Рекристаллизационный отжиг: Температуры могут быть несколько выше, чем для 09Г2С, возможно, в диапазоне 650–750°С, чтобы компенсировать более высокое содержание углерода и легирующих элементов, замедляющих рекристаллизацию. Длительность выдержки при отжиге также может быть увеличена. Обязателен контроль степени предварительной деформации.
   • Нормализация: Температура 900–940°С (выше A_c3), с охлаждением на воздухе. Более высокое содержание углерода и легирующих элементов по сравнению с 09Г2С потребует более тщательного контроля скорости охлаждения на воздухе для формирования оптимальной дисперсной феррито-перлитной структуры. Нормализация будет особенно эффективна для повышения ударной вязкости и прочности для сварных конструкций, работающих под давлением в широком температурном диапазоне.

При оптимизации режимов термической обработки необходимо учитывать не только химический состав и степень предварительной деформации, но и её температуру и скорость. Например, горячая деформация с контролируемым охлаждением уже сама по себе может привести к мелкозернистой структуре, уменьшая потребность в последующем длительном отжиге или позволяя сразу перейти к нормализации. Почему это важно? Потому что такой подход позволяет сократить время обработки и снизить энергозатраты, при этом сохраняя требуемые механические свойства.

Комплексный подход, сочетающий экспериментальные данные, теоретические знания и использование современных методов анализа, позволит разработать точные и эффективные режимы термической обработки для каждой из исследуемых марок сталей, гарантируя достижение оптимального комплекса механических свойств и микроструктуры.

Заключение

Исследование влияния предварительной деформации на структурные изменения и температурные параметры рекристаллизации в малоуглеродистых низколегированных сталях марок 09Г2С, 17ГС, 17Г1С выявило ключевые взаимосвязи между технологическими параметрами обработки и конечными эксплуатационными свойствами материалов. В ходе работы были детально рассмотрены химический состав и физико-механические характеристики каждой из марок, что позволило выделить их уникальные особенности и потенциальные реакции на деформационные и термические воздействия.

Мы углубились в теоретические основы пластической деформации, пошагово разобрав механизмы накопления энергии дефектов, а также все стадии рекристаллизации – от возврата и полигонизации до первичной, собирательной и вторичной рекристаллизации. Особое внимание было уделено влиянию степени, температуры и скорости предварительной деформации на кинетику процессов рекристаллизации, с учетом специфики каждой марки стали. Было показано, что для 09Г2С электропластическая деформац��я может существенно улучшать микроструктуру, а для всех исследуемых сталей критически важно избегать малых степеней деформации, способствующих аномальному росту зерна.

Комплексный анализ изменений микроструктуры и механических свойств после рекристаллизации подчеркнул важность формирования мелкозернистой феррито-перлитной структуры для повышения прочности, пластичности и хладостойкости. Рассмотрение современных методов исследования, таких как рентгеноструктурный анализ, просвечивающая и растровая электронная микроскопия, а также металлографические методы, продемонстрировало их незаменимость для точной оценки структурных изменений и определения температурных параметров рекристаллизации.

Практическая значимость полученных данных выражается в разработанных рекомендациях по оптимизации режимов рекристаллизационного отжига и нормализации для каждой из исследуемых сталей. Учет влияния легирующих элементов и параметров предварительной деформации на температурные интервалы и кинетику рекристаллизации позволяет целенаправленно управлять формированием микроструктуры, достигая требуемого комплекса механических свойств для ответственных конструкций в различных отраслях промышленности.

Дальнейшие исследования могут быть направлены на более глубокое изучение динамической рекристаллизации в этих сталях в условиях горячей деформации, а также на разработку математических моделей, предсказывающих эволюцию микроструктуры при сложных температурно-деформационных режимах. Исследование влияния микролегирования дополнительными элементами на процессы рекристаллизации также представляет большой научный и практический интерес.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 19281-2014. Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200115025 (дата обращения: 27.10.2025).
2. ГОСТ 5520-79. Прокат толстолистовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200000030 (дата обращения: 27.10.2025).
3. Гаджиев Р.А., Воронина А. А. Охрана труда в тепловом хозяйстве промышленных предприятий. Москва: Энергия, 1980.
4. Багинский А.Г., Хворова И.А. Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Материаловедение». Томск: Томский политехнический университет, 2012.
5. Гадалов В.Н., Шкатов В.В., Скрипкина Т.В., Гвоздев А.Е. Исследование зависимости критической деформации для динамической рекристаллизации в низкоуглеродистых сталях от химического состава // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 9. С. 3-8. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-zavisimosti-kriticheskoy-deformatsii-dlya-dinamicheskoy-rekristallizatsii-v-nizkouglerodistyh-stalyah-ot-himicheskogo-sostava (дата обращения: 27.10.2025).
6. Вологжанина С.А., Иголкин А.Ф., Перегудов А.А., Баранов И.В., Мартюшев Н.В. ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ДЕФОРМАЦИИ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА ПРЕВРАЩЕНИЯ И СВОЙСТВА МЕТАСТАБИЛЬНЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ // Учёные записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. 2016. № 4 (73). С. 138-141. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-stepeni-deformatsii-v-usloviyah-nizkih-temperatur-na-prevrs-cheniya-i-svoystva-metastabilnyh-austenitnyh-staley (дата обращения: 27.10.2025).
7. Громов В.Е., Перевезенцев В.В., Ковалева Е.В., Козлов Е.А. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ 09Г2С ПОСЛЕ ПРОКАТКИ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2012. Т. 321. № 2. С. 60-63. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-struktury-i-mehanicheskih-svoystv-stali-09g2s-posle-prokatki-v-usloviyah-elektroplasticheskoy-deformatsii (дата обращения: 27.10.2025).
8. Горелик С. С., Добаткин С. В., Капуткина Л. М. Рекристаллизация металлов и сплавов. 3-е изд. Москва: МИСИС, 2005.
9. Зарипова Р. Г. Рекристаллизация в металлах и сплавах: Методические указания к лабораторным работам. Казань: КНИТУ-КАИ, 2002.
10. Козлов А. В. Рентгенография металлов и сплавов: учеб. пособие. Липецк: ЛГТУ, 2010.
11. Классификация видов термической обработки. Учебное пособие. URL: http://www.msun.ru/science/journals/metallurgy/files/TOM-1.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
12. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. Москва: Машиностроение, 1973.
13. Литвинов В. С., Гриб С. В. Физика металлов. Рекристаллизация металлов и сплавов: учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019.
14. Полигонизация и рекристаллизация в аустените и феррите при контролируемой прокатке низкоуглеродистых микролегированных сталей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2008. Т. 10. № 2 (28). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/poligonizatsiya-i-rekristallizatsiya-v-austenite-i-ferrite-pri-kontroliruemoy-prokatke-nizkouglerodistyh-mikroleirovannyh-staley (дата обращения: 27.10.2025).
15. Структурные изменения в строительных сталях при термическом воздействии. URL: http://elib.altstu.ru/elcat/pdf/ma/2009/4/ma2009_4_066.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
16. Изменение структуры и свойств при деформации и нагреве деформированного металла. Учебное пособие. ОмГТУ. URL: http://www.omgtu.ru/lectures/metallurgy/izmenenie-struktury-i-svoystv-pri-deformatsii-i-nagreve-deformirovannogo-metalla.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
17. Влияние параметров пластической деформации на структурно-фазовые превращения в низкоуглеродистых сталях при контролируемой прокатке. URL: https://elib.sfu-kras.ru/bitstream/handle/2311/72225/sfu2017_26_01.pdf (дата обращения: 27.10.2025).