ФОРМИРОВАНИЕ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ СЖАТИЕМ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Увеличение скорости пластической деформации приводит к значительным изменениям в микроструктуре металлических материалов. Структуру и свойства металла определяют такие факторы, как величина давления (или импульса), скорость деформации (или продолжительность процесса) и температура. В работе исследовано влияние высокоскоростной деформации на микроструктуру материалов. С использованием исследовательского комплекса Gleeble 3500 осуществлена высокоскоростная деформация стали 20 при температурах 800, 900, 1000 и 1200 °С. Изучена микроструктура и определена микротвердость образцов. Показана принципиальная возможность обеспечить деформационное измельчение структуры низкоуглеродистой стали 20 при высокоскоростной деформации при температурах 800 – 1000 °С до размера зерна около 400 нм подобно тому, как это достигается при больших пластических деформациях без нагрева металла или с небольшим нагревом, не превышающим температуру рекристаллизации.

1. Song R., Speer J.G., Matlock D.K., Ponge D., Raabe D. Оverview of processing, microstructure and mechanical properties of ultrafi ne grained bcc steels // Materials Science and Engineering: A. 2006. Vol. 441. № 1-2. P. 1 – 17.

2. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. – 398 с.

3. Zrnik J., Dobatkin S.V., Kovarik T., Dzugan J. Ultrafi ne grain structure development in steels with diff erent carbon content subjected to severe plastic deformation. – The Minerals, Metals and Materials Society – 3-rd International Conference on Processing Materials for Properties 2008, PMP III. – Bangkok, 2009. P. 850 – 855.

4. Колмогоров Г.Л. Технологические особенности получения наноструктурных материалов методом интенсивной пластической деформации кручением // Изв. вуз. Черная металлургия. 2008. № 9. С. 18 – 20.

5. He T., Xiong Y., Ren F., Guo Z., Volinsky A.A. Microstructure of ultra-fi ne-grained high carbon steel prepared by equal channel angular pressing // Materials Science and Engineering: A. 2012. Vol. 535. P. 306 – 310.

6. Ситдиков O.Ш. Эволюция микроструктуры высокопрочного алюминиевого сплава в процессе высокотемпературной всесторонней ковки с большой степенью деформации // Деформация и разрушение материалов. 2011. № 1. С. 15 – 26.

7. Чукин М.В., Емалеева Д.Г. Влияние термической обработки на эволюцию структуры и свойств стальной проволоки в процессе РКУ протяжки // Вестник Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2008. № 2. С. 70, 71.

8. Бейгельзимер Я.Е., Сынков С.Г., Орлов Д.В. Винтовая экструзия // Обработка металлов давлением. 2006. № 4. С. 17 – 22.

9. Валиев Р.З., Рааб Г.И., Боткин А.В., Дубинина С.В. Получение ультрамелкозернистых металлов и сплавов методами интенсивной пластической деформации: новые подходы в разработке технологий // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 8. С. 44 – 47.

10. Chukin M.V., Korchunov A.G., Polyakova M.A., Emaleeva D.G. Forming ultrafi ne-grain structure in steel wire by continuous deformation // Steel in Translation. 2010. Vol. 40. № 6. P. 595 – 597.

11. Зельдович В.И., Фролова Н.Ю., Хейфец А.Э., Хомская И.В., Шорохов Е.В., Насонов П.А. Повышение механических свойств титана методом динамического канально-углового прессования // Вопросы материаловедения. 2012. № 1 (69). С. 29 – 37.

12. Дун Юечэн, Ситдиков В.Д., Александров И.В., Ванг Д.Т. Влия ние высокоскоростной деформации на микроструктуру и кристаллографическую текстуру меди в различных структурных состояниях // Письма о материалах. 2013. Т. 3. № 2 (10). С. 169 – 172.

13. Бондарь М.П., Псахье С.Г., Дмитриев А.И., Никонов А.Ю. Об условиях локализации деформации и фрагментации микроструктуры при высокоскоростном нагружении // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16. № 2. С. 5 – 13.

14. Петрова А.Н., Бродова И.Г., Ширинкина И.Г. и др. Особенности ультрамелкозернистого и нанокристаллического состояний в сплаве АМЦ, полученных при интенсивных воздействиях // Письма о материалах. 2013. Т. 3. № 2 (10). С. 126 – 129.

15. Meyers М.A. Dynamic Behavior of Materials. John Wiley & Sons. – New York, 1994. P. 393.

16. Bhattacharyya A., Rittel D., Ravichandran G. Eff ect of strain rate on deformation texture in OFHC copper // Scripta Mater. 2005. Vol. 52. P. 657 – 661.

17. Рудской А.И., Колбасников Н.Г., Зотов О.Г. и др. Исследование структуры и свойств TRIP-сталей на комплексе GLEEBLE-3800 // Черные металлы. 2010. № 2. С. 8 – 14.

18. Чукин Д.М., Ишимов А.С., Жеребцов М.С. Использование комплекса Gleeble 3500 для анализа фазовых превращений в стали эвтектоидного состава, микролегированной бором. – В кн.: Обработка сплошных и слоистых материалов: межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. М.В. Чукина. – Магнитогорск: изд. Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. Вып. 38. С. 53 – 57.

19. Koptseva N.V., Chukin M.V., Nikitenko O.A. Use of the Thixomet PRO software for quantitative analysis of the ultrafi ne-grain structure of low-and medium-carbon steels subjected to equal channel angular pressing // Metal Science and Heat Treatment. 2012. Vol. 54. № 7-8. С. 387 – 392.

20. Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю., Барышников М.П., Никитенко О.А. Формирование структуры и механических свойств углеродистой конструкционной стали в процессе наноструктурирования методом равноканального углового прессования // Деформация и разрушение материалов. 2011. № 7. С. 11 – 17.

21. Копцева Н.В. Деформационное измельчение структуры углеродистых конструкционных сталей методом равноканального углового прессования для повышения прочности продукции метизного производства // Сталь. 2012. № 8. С. 50 – 56.