ФОРМИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПРОКАТКЕ МОНОКРИСТАЛЛА (110)[001] С ОЦК-РЕШЕТКОЙ

В работе исследована стадийность формирования структуры монокристалла (110)[001] сплава с ОЦК-решеткой Fe-3 % Si при холодной прокатке непосредственно в очаге деформации. Для получения видимого «очага деформации» в момент прокатки образцов лабораторный стан резко останавливали. Для снижения коэффициента трения на части образцов использовалась смазка. Деформационная структура исследовалась методами металлографии и ориентационной электронной микроскопии. Связь экспериментальных данных с расчетным напряженным состоянием анализировалась в пакете Deform-3D при прокатке для различной величины коэффициента трения. Показано, что напряженное состояние в зависимости от коэффициента трения может значимо влиять на формирование мезоструктуры и развитие текстуры материала. В монокристалле, прокатанном при повышенном трении при сравнительно небольшой величине деформации, наблюдалось формирование полос деформации. Ориентационный анализ места сопряжения полос деформации показал наличие в этой области чередующихся, незначительно отличающихся ориентировками микрополос, отделенных друг от друга малоугловыми границами. В случае прокатки монокристалла (110)[001] со смазкой (пониженное трение) уже при незначительной деформации фиксировалось двойникование, по всей видимости, вызванное снижением вклада поверхностной энергии в общую энергию зарождения двойника. Показано, что двойники обеих систем в течение всего процесса деформации либо сохраняли строгую кристаллографическую связь L3 с матрицей, либо разориентация L3 в связи с локальными переориентировками кристаллической решетки преобразовывалась в близкие к ней специальные разориентации Е17Й, L43c. На основе экспериментальных данных предложена дислокационная модель формирования деформационной мезоструктуры при холодной прокатке монокристалла (110)[001], которая включает: образование микрополос на начальной стадии возникновения деформационных полос; формирование параллельных плоскости прокатки переходных полос с динамическим сохранением в них исходной ориентировки; образование наклонных к плоскости прокатки переходных полос с габитусом, параллельным плоскостям {112} матрицы, эквивалентных полосам сдвига, габитус которых составляет угол ~17^: к плоскости прокатки.

1. Вишняков Я.Д., Бабарэко А.А. Теория образования текстур в металлах и сплавах. - М.: Наука, 1979. - 343 с.

2. Humphreys F.J., Hatherly М. Recrystallization and related annealing phenomena. - Oxford: ELSEVIER Ltd, 2004. - 574 p.

3. Furubayashi E. Behavior of Dislocation in Fe-3 % Si under Stress // Journal of the Physics Society of Japan. 1969. Vol. 27. No. 1. P. 130- 146.

4. Гончаров B.A., Карпов М.И. Пластическая деформация монокристаллов молибдена (00-1)[-110] и (110)[-110] прокаткой при 293 К. I. Кристаллография скольжения // Физика металлов и металловедение. 1976. Т. 42. № 6. С. 1305 - 1310.

5. Гончаров В.А., Карпов М.И., Копецкий Ч.В. Пластическая деформация монокристаллов молибдена (001)[-110] и (110)[-110] прокаткой при 293 К. II. Дислокационная структура // Физика металлов и металловедение. 1977. Т. 43. № 6. С. 173 - 179.

6. Перлович Ю.А., Исаенкова М.Г., Фесенко В.А. Закономерности субструктурой неоднородности деформированных металлических материалов // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2004. Т. 68. № 10.С. 1462 - 1471.

7. Lobanov, M.L., Danilov, S.V., Pastukhov, V.I. etc. The crystallographic relationship of molybdenum textures after hot rolling and recrystallization // Materials and Design. 2016. Vol. 109. P. 251 - 255.

8. Ushioda K., Hutchinson W. B. Role of shear bands in annealing texture formation in 3 % Si - Fe (111 )[112] single crystals // ISIJ Int. 1989. Vol. 29. P. 862 - 867.

9. Hutchinson B. Deformation substructures and recrystallization // Materials Science Forum. 2007. Vol. 558 - 559. P. 13 -22.

10. Dorner D., Zaefferer S., Raabe D. Retention of the Goss orientation between microbands during cold rolling of an Fe3%Si single crystal //Acta Mater. 2007. Vol. 55. No. 7. P. 2519-2530.

11. Dorner D., Adachi Y., Tsuzaki K., Zaefferer S. Tracingthe Goss orientation during deformation andannealling of an FeSi single crystal // Materials Science Forum. 2007. Vol. 550. P. 485 - 490.

12. Русаков Г.М., Лобанов М.Л., Редикульцев А.А. и др. Специальные разориентации в областях локализации деформации в монокристаллах сплава Fe-3%Si // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. №8. С. 77-81.

13. Xiuhua G., Kemin Q., Chunlin Q. Magnetic properties of grain oriented ultra-thin silicon steel sheets processed by conventional rolling and cross shear rolling // Materials Science and Engineering. 2006. Vol. 430. No. 1. P. 138-141.

14. Heo N.H., Soh J.Y., Oh J.M., Kim S.B. Influence of cold-rolling texture and heating rate on {110}<001> development in inhibitor- free 3%Si-Fe sheets // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008. Vol. 320. No. 20. P. 635 - 637.

15. Лобанов М.Л., Редикульцев A.A., Русаков Г.М. и др. Влияние ориентировки зерен материала для изготовления сверхтонкой электротехнической анизотропной стали на ее текстуру и магнитные свойства // Физика металлов и металловедение. 2011. Т. 111. №5. С. 502-509.

16. Лобанов М.Л., Русаков Г.М., Редикульцев А.А. Влияние содержания меди, исходной структуры и схемы обработки на магнитные свойства сверхтонкой электротехнической анизотропной стали 11 Физика металлов и металловедение. 2013. Т. 114. № 7. С. 609-616.

17. Sokolov В.К., Sbitnev А.К., Gubernatorov V.V. etc. On the influence of the annealing heating rate on the recrystallization texture of a deformed single crystal (110)[001 ] of 3% silicon iron // Textures and Microstructures. 1995. Vol. 26 -27. P. 427 -443.

18. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. - М.: Металлургия, 1973. -224 с.

19. Грудев А.П. Внешнее трение при прокатке. - М.: Металлургия, 1973.-288 с.

20. Rusakov G.M., Lobanov M.L., Redikultsev А.А., Kagan I.V. Retention of the twinning L3 misorientation in the process of lattice transformation during cold rolling of a Fe3pctSi single crystal // Metallurgical and materials transactions A. 2011. Vol. 42. No. 6. P. 1435- 1438.