blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-8-603-606blackmet-714Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESЭВОЛЮЦИЯ ДЕФЕКТНОЙ ПОДСИСТЕМЫ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ С БЕЙНИТНОЙ СТРУКТУРОЙ ПРИ ДЕФОРМАЦИИCARBIDE SUBSYSTEM EVOLUTION OF CONSTRUCTIONAL STEEL WITH BAINITE STRUCTURE UNDER DEFORMATIONНикитинаЕ. Н.NikitinaE. N.

инженер

654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Research Engineer of the Chair of Physics named after V.M. Finkel

42, Kirova Str., Kemerovo region, Novokuznetsk, 654007, Russia

ГромовВ. Е.GromovV. E.

д.ф.-м.н, профессор, заведующий кафедрой физики им. В.М. Финкеля 

654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Dr. Sci. (Phys.-math.), Professor, Head of the Chair of Physics named after V.M. Finkel

42, Kirova Str., Kemerovo region, Novokuznetsk, 654007, Russia

gromov@physics.sibsiu.ruАлсараеваК. В.AlsaraevaK. V.

аспирант кафедры физики им. В.М. Финкеля

654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Postgraduate of the Chair of Physics named after V.M. Finkel

42, Kirova Str., Kemerovo region, Novokuznetsk, 654007, Russia

Сибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation201504102015588603606Copyright © Никитина Е.Н., Громов В.Е., Алсараева К.В., 20152015Никитина Е.Н., Громов В.Е., Алсараева К.В.Nikitina E.N., Gromov V.E., Alsaraeva K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/714

Аннотация. Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии выполнен количественный анализ эволюции дефектной подсистемы стали 30Х2Н2МФА с бейнитной структурой при деформации сжатием до 36 %. Определены зависимости скалярной плотности дислокаций, объема материала с микродвойниками, размеров фрагментов, количества концентраторов напряжений и амплитуды кривизны-кручения решетки от степени деформации. При пластической деформации бейнитной стали скалярная плотность дислокаций и объем материала, содержащий деформационные микродвойники, а также количество концентраторов напряжений и амплитуда изгиба-кручения кристаллической решетки материала увеличиваются, а средние продольные размеры фрагментов уменьшаются. Выявлена стадийность изменения параметров субструктуры стали. Обсуждены возможные причины стадийности изменения параметров дефектной субструктуры с деформацией. Отмечено, что на первой стадии нагружения (0 < ε < 18 %) деформирование осуществляется движением дислокаций, а на второй стадии (18 < ε < 36 %) – движением дислокаций и двойникованием.

Abstract. The quantitative analysis of defect subsystem evolution of the steel with bainite structure under compression deformation up to 36 % was carried out by the methods of transmission electron diffraction microscopy. The dependences of scalar dislocation density, the material volume with microtwins, fragment sizes, stress concentrator numbers and amplitude of lattice curvature-torsion on deformation degree were defi ned. The authors discussed the possible reasons of staging of defect substructure parameter changes with deformation.

стальбейнитная структурадеформациядефектная субструктураэволюцияsteelbainite structuredeformationdefect substructureevolutionГрант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых кандидатов наук МК-4166.2015.2 и док торов наук МД-2920.2015.8, РФФИ в рамках научных проектов № 13-02-12009 офи_м, 15-08-03411, 14-08-00506а, госзаданий МинобрThe Grant of President of Russian Federation for state support of young Russian scientists-candidates of Sci. MK-4166.2015.2 and Doctors of Sci. MD-2920.2015.8, RFBR within the framework of scientifi c projects no. 13-02-12009 ofi _m, 15-08-03411, 14-08-aReferencesГудремон Э. Специальные стали. – М.: Металлургия, 1966. – 1274 с. Gudremon E. Especial steel. Berlin: Springer-Verlag, 1956; (Russ. ed.: Gudremon E. Spetsial’nye stali. Vol.1. Moscow: Metallurgiya, 1966. 344 p.).Гудремон Э. Специальные стали. – М.: Металлургия, 1966. – 1274 с. Gudremon E. Especial steel. Berlin: Springer-Verlag, 1956; (Russ. ed.: Gudremon E. Spetsial’nye stali. Vol.1. Moscow: Metallurgiya, 1966. 344 p.).Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов. – М.: Металлургия, 1989. – 288 с. Matrosov Yu.I., Litvinenko D.A., Golovanenko S.A. Stal’ dlya magistral’nykh gazoprovodov [Steel for gas-main pipelines]. Moscow: Metallurgiya, 1989. 288 p. (In Russ.).Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов. – М.: Металлургия, 1989. – 288 с. Matrosov Yu.I., Litvinenko D.A., Golovanenko S.A. Stal’ dlya magistral’nykh gazoprovodov [Steel for gas-main pipelines]. Moscow: Metallurgiya, 1989. 288 p. (In Russ.).Павлов В.В., Годик Л.А., Корнева Л.В. и др. // Металлург. 2007. № 4. С. 51 – 53. Pavlov V.V., Godik L.A., Korneva L.V., Kozyrev N.A., Kuznetsov E.P. Railroad rails made of bainitic steel. Metallurgist. 2007, vol. 51, no. 3–4, pp. 209–212.Павлов В.В., Годик Л.А., Корнева Л.В. и др. // Металлург. 2007. № 4. С. 51 – 53. Pavlov V.V., Godik L.A., Korneva L.V., Kozyrev N.A., Kuznetsov E.P. Railroad rails made of bainitic steel. Metallurgist. 2007, vol. 51, no. 3–4, pp. 209–212.Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1978. – 392 с. Novikov I.I. Teoriya termicheskoi obrabotki metallov [Theory of metal heat treatment]. Moscow: Metallurgiya, 1978. 392 p. (In Russ.).Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1978. – 392 с. Novikov I.I. Teoriya termicheskoi obrabotki metallov [Theory of metal heat treatment]. Moscow: Metallurgiya, 1978. 392 p. (In Russ.).Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей / Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1982. – 184 с. Pickering F.Brian. Physical metallurgy and the design of steels. Applied Science Publishers, 1978, 275 p. (Russ.ed.: Pickering F.B. Fizicheskoe metallovedenie i razrabotka stalei. Moscow: Metallurgiya, 1982. 182 p.).Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей / Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1982. – 184 с. Pickering F.Brian. Physical metallurgy and the design of steels. Applied Science Publishers, 1978, 275 p. (Russ.ed.: Pickering F.B. Fizicheskoe metallovedenie i razrabotka stalei. Moscow: Metallurgiya, 1982. 182 p.).Приданцев М.В., Давыдова Л.Н., Тамарина А.М. Конструкционные стали. Справочник. – М.: Металлургия, 1980. – 288 с. Pridantsev M.V., Davydova L.N., Tamarina A.M. Konstruktsionnye stali: Spravochnik [Constructional steels: Reference-book]. Moscow: Metallurgiya, 1980. 288 p. (In Russ.).Приданцев М.В., Давыдова Л.Н., Тамарина А.М. Конструкционные стали. Справочник. – М.: Металлургия, 1980. – 288 с. Pridantsev M.V., Davydova L.N., Tamarina A.M. Konstruktsionnye stali: Spravochnik [Constructional steels: Reference-book]. Moscow: Metallurgiya, 1980. 288 p. (In Russ.).Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. – М.: Наука, 1977. – 236 с. Kurdyumov V.G., Utevskii L.M., Entin R.I. Prevrashcheniya v zheleze i stali [Transformations in iron and steel]. Moscow: Nauka, 1977. 236 p. (In Russ.).Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. – М.: Наука, 1977. – 236 с. Kurdyumov V.G., Utevskii L.M., Entin R.I. Prevrashcheniya v zheleze i stali [Transformations in iron and steel]. Moscow: Nauka, 1977. 236 p. (In Russ.).Bhadeshia H.K.D.H. Bainite in Steels. 2nd ed. – The Institute of Materials London, 2001. – 460 p.Bhadeshia H.K.D.H. Bainite in Steels. 2nd ed. – The Institute of Materials London, 2001. – 460 p.Счастливцев В.М., Калетина Ю.В., Фокина Е.А. Остаточный аустенит в легированных сталях. – Екатеринбург: УрО РАН, 2014. – 236 с. Schastlivtsev V.M., Kaletina Yu.V., Fokina E.A. Ostatochnyi austenite v legirovannykh stalyakh [Retained austenite in alloyed steel]. Ekaterinburg: UrO RAN, 2014. 236 p. (In Russ.).Счастливцев В.М., Калетина Ю.В., Фокина Е.А. Остаточный аустенит в легированных сталях. – Екатеринбург: УрО РАН, 2014. – 236 с. Schastlivtsev V.M., Kaletina Yu.V., Fokina E.A. Ostatochnyi austenite v legirovannykh stalyakh [Retained austenite in alloyed steel]. Ekaterinburg: UrO RAN, 2014. 236 p. (In Russ.).Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия, 1973. – 584 с. Utevskii L.M. Difraktsionnaya elektronnaya mikroskopiya v metallovedenii [Diffraction electron microscopy in physical metallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 1973. 584 p. (In Russ.).Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия, 1973. – 584 с. Utevskii L.M. Difraktsionnaya elektronnaya mikroskopiya v metallovedenii [Diffraction electron microscopy in physical metallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 1973. 584 p. (In Russ.).Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон и др. – М.: Мир, 1968. – 574 с. Hirsh P., Hovi R., Nicholson R., Pashley D.W., Whelan M.J. The Electron Microscopy of Thin Crystals. Butterworths, 1965. 549 p. (Russ.ed.: Hirsh P., Hovi R., Nicholson R. Elektronnaya mikroskopiya tonkikh kristallov. Moscow: Mir, 1968. 574 p.).Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон и др. – М.: Мир, 1968. – 574 с. Hirsh P., Hovi R., Nicholson R., Pashley D.W., Whelan M.J. The Electron Microscopy of Thin Crystals. Butterworths, 1965. 549 p. (Russ.ed.: Hirsh P., Hovi R., Nicholson R. Elektronnaya mikroskopiya tonkikh kristallov. Moscow: Mir, 1968. 574 p.).Конева Н.А., Козлов Э.В. // Изв. вуз. Физика. 1982. № 8. С. 3 – 14. Koneva N.A., Kozlov E.V. Nature of substructural hardening. Soviet Physics Journal. 1982, vol. 25, no. 8, pp. 681–691.Конева Н.А., Козлов Э.В. // Изв. вуз. Физика. 1982. № 8. С. 3 – 14. Koneva N.A., Kozlov E.V. Nature of substructural hardening. Soviet Physics Journal. 1982, vol. 25, no. 8, pp. 681–691.Конева Н.А., Козлов Э.В., Тришкина Л.И., Лычагин Д.В. – В кн.: Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела. Сб. трудов международной конференции. – Томск: изд. ТГУ, 1990. С. 83 – 93. Koneva N.A., Kozlov E.V., Trishkina L.I., Lychagin D.V. Dal’nodeistvuyushchie polya napryazhenii, krivizna-kruchenie kristallicheskoi reshetki i stadii plasticheskoi deformatsii. Metody izmerenii i rezul’taty [Long-range stress fi elds, curvature-twisting of a crystal lattice and the stages of plastic deformation. Methods of measurement and the results]. In.: Novye metody v fi zike i mekhanike deformiruemogo tverdogo tela. Sb. trudov mezhdunarodnoi konferentsii 26–31 maya 1990 g. [New methods in physics and mechanics of a deformable solid. Proceedings of the International conference May 26–31, 1990]. Tomsk: izd. TGU, 1990. pp. 83–93. (In Russ.).Конева Н.А., Козлов Э.В., Тришкина Л.И., Лычагин Д.В. – В кн.: Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела. Сб. трудов международной конференции. – Томск: изд. ТГУ, 1990. С. 83 – 93. Koneva N.A., Kozlov E.V., Trishkina L.I., Lychagin D.V. Dal’nodeistvuyushchie polya napryazhenii, krivizna-kruchenie kristallicheskoi reshetki i stadii plasticheskoi deformatsii. Metody izmerenii i rezul’taty [Long-range stress fi elds, curvature-twisting of a crystal lattice and the stages of plastic deformation. Methods of measurement and the results]. In.: Novye metody v fi zike i mekhanike deformiruemogo tverdogo tela. Sb. trudov mezhdunarodnoi konferentsii 26–31 maya 1990 g. [New methods in physics and mechanics of a deformable solid. Proceedings of the International conference May 26–31, 1990]. Tomsk: izd. TGU, 1990. pp. 83–93. (In Russ.).Закаленная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения / Ю.Ф. Иванов, Е.В. Корнет, Э.В. Козлов, В.Е. Громов. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2010. – 174 с. Ivanov Yu.F., Kornet E.V., Kozlov E.V., Gromov V.E. Zakalennaya konstruktsionnaya stal’: struktura i mekhanizmy uprochneniya [Hard construc-tional steel: structure and hardening mechanisms]. Novokuznetsk: izd. SibGIU, 2010. 174 p. (In Russ.).Закаленная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения / Ю.Ф. Иванов, Е.В. Корнет, Э.В. Козлов, В.Е. Громов. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2010. – 174 с. Ivanov Yu.F., Kornet E.V., Kozlov E.V., Gromov V.E. Zakalennaya konstruktsionnaya stal’: struktura i mekhanizmy uprochneniya [Hard construc-tional steel: structure and hardening mechanisms]. Novokuznetsk: izd. SibGIU, 2010. 174 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.