Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

А. Г. Корчунов, заведующий кафедрой проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, докт. техн. наук, профессор
Д. В. Константинов, сотрудник научно-исследовательского сектора, руководитель молодежной лаборатории «Лаборатория инжиниринга передовых метизных технологий», канд. техн. наук, эл. почта: const_dimon@mail.ru
Е. М. Огнева, старший преподаватель кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, канд. техн. наук

Представлены результаты исследования структурообразования стали с трип-эффектом в процессе многократного волочения проволоки с использованием мультимасштабного конечно-элементного моделирования. На основании комплекса компьютерных моделей изучены особенности превращения остаточного аустенита в микроструктуре проволоки в мартенсит в зависимости от параметров напряженно-деформированного состояния в очаге деформации при различных вариантах построения маршрута распределения единичных обжатий, угла рабочего конуса волоки и скорости деформации. Продемонстрирована возможность гибкого управления структуроообразованием проволоки посредством варьирования параметров процесса деформации. Установлено, что для максимально возможного сохранения остаточного аустенита в микроструктуре стали, позволяющего получить новые эксплуатационные характеристики готовой проволоки, волочение необходимо осуществлять по маршрутам с линейным или комбинированным распределением единичных обжатий при пониженных скоростях и малых углах волочильного инструмента. Волочение на повышенных скоростях с применением максимально возможных углов волоки и повышенными единичными обжатиями позволяет полностью преобразовать пластичный остаточный аустенит в микроструктуре стали в более прочный мартенсит, обеспечивая достижение более высоких значений прочностных характеристик проволоки относительно рядовых и широко применяемых на данный момент среднеи низкоуглеродистых сталей.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (соглашение № 25-29-20042 от 14.05.2025, https://rscf.ru/project/25-29-20042/) и финансовой поддержки Правительства Челябинской области (Соглашение № 30-2025-002767 от 07.07.2025).

1. Zackay V. F., Parker E. R., Fahr D. Materials used in automobile manufacture — current state and perspectives // Journal De Physique IV. 1967. Vol. 3. P. 31–40.
2. Galan J., Samek L. Advanced high strength steels for automotive industry // Revista de Metalurgia. 2012. Vol. 48. P. 118–131.
3. Kuziak R., Kawalla R., Waengler S. Advanced high strength steels for automotive industry // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2008. Vol. 8. P. 103–117.
4. Bast J. L., Lehr J. The increasing sustainability of cars, trucks, and the internal combustion engine // Heartland Policy Study. 2000. Vol. 95. P. 1–69.
5. Doege E., Kulp S., Sunderkötter Ch. Properties and application of TRIP-steel in sheet metal forming // Steel Research. 2016. Vol. 73. P. 303–308.
6. Davies G. Magnesium: Materials for automobile bodies. –London : Elsevier, 2003. — No. 91. — Pp. 158-159.
7. Amirthalingam M. Microstructural development during welding of TRIP steels: PhD thesis in metallurgical and materials Engineering. — Netherlands, 2010. — 171 p.
8. Bleck W., Guo X., Ma Y. The TRIP effect and its application in cold formable sheet steels // Steel Research International. 2017. Vol. 88, Iss. 10. P. 1–10.
9. Корчунов А. Г., Константинов Д. В., Огнева Е. М., Олейник Д. Г., Денисов С. В. Мультимасштабное компьютерное моделирование производства и эксплуатации самоадаптирующегося крепежа из стали с трип-эффектом // Черные металлы. 2025. № 11. С. 27–33.
10. Kucharska M., Wiewiórowska S., Gontarz A. The Influence of the drawing process on the mechanical properties of TRIP steel wires with 0.4%C content // Materials. 2020. Vol. 13. 5769.
11. Dai J., Yuan J., Yang Z. et al. Deformation and fracture behavior in TRIP steels under static and dynamic tensile conditions // J. Mater. Res. Technol. 2022. Vol. 18. P. 3798–3807.
12. Chatterjee S. Transformations in TRIP-assisted steels: Microstructure and properties: a thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy. — Sourabh Chat-terjee. — London, 2006. — 191 p.

13. Uthaisangsuk V., Prahl U., Bleck W. Failure modeling of multiphase steels using representative volume elements based on real microstructures // Procedia Engineering. 2009. Vol. 1, Iss. 1. P. 171–176.
14. Wudtke I., Talebi H., Silani M., Werner F. A hierarchical multi-scale approach to mechanical characterization of heat affected zone in welded connections // Computational Materials Science. 2015. Vol. 96, Part B. P. 396–402.
15. Konstantinov D. V., Korchunov A. G., Kuznetsova A. S., Shiryaev O. P., Zaitseva M. V. Multiscale computer simulation of drawing with statistical representation of trip steel microstructure // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 4. P. 262-267.
16. Konstantinov D., Korchunov A., Bzowski K., Pietrzyk M., Kuziak R. Computer simulation of transformation during trip steel rod drawing // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 716. P. 620-631.
17. Константинов Д. В., Корчунов А. Г., Столяров А. Ю, Язвенко А. М., Савельева И. А. Мультимасштабное моделирование процесса волочения высокопрочной проволоки с учетом микромеханики деформирования перлитной микроструктуры // Теория и технология металлургического производства. 2025. № 2. С. 43–50.
18. Wiewiórowska S., Muskalski Z. Analysis of the influence of drawing speed on the amount of retained austenite in TRIP steel wires // Solid State Phenomena. 2013. Vol. 199. P. 379-383.
19. Wiewiórowska S. The influence of strain rate and strain intensity on retained austenite content in structure of steel with TRIP effect // Solid State Phenomena. 2010. Vol. 165. P. 216–220.
20. Kusiak J., Szeliga D., Sztangret L. Modelling techniques for optimizing metal forming processes // Microstructure evolution in metal forming processes. 2012. P. 35-66.
21. Bonte M. H. A., Van Den Boogaard A. H., Huétink J. A metamodel based optimization algorithm for metal forming processes // Advanced Methods in Material Forming. 2007. P. 55-72.
22. Saanouni K., Devalan P. Damage mechanics in metal forming: advanced modeling and numerical simulation. — Springer, 2013. — 523 p.