Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Структурные и фрактографические особенности формирования расщеплений в низколегированной стали, подвергнутой деформационно-термической обработке

М. Ю. Симонов, Ю. Н. Симонов, Г. С. Шайманов

Аннотация


Исследованы структура и микромеханизм роста трещин в стали 09Г2С после термической и деформационно-термической обработки, включающей холодную радиальную ковку (ХРК) с общей степенью деформации 55 % и последующий отжиг при 300 и 600 °C. Разработана и апробирована методика построения электронно-микроскопических панорамных X - Y - Z -сшивок изображений поверхности разрушения с перепадом высот вплоть до 3 мм. Проведены исследования структуры под поверхностью разрушения стали 09Г2С после ХРК и отжига при 300 °C. Показана положительная роль структуры полос адиабатического сдвига, формирующейся при холодной радиальной ковке, в диспергировании стали. Установлены особенности микромеханизма роста трещины при образовании расщеплений.

Ключевые слова


конструкционная сталь; структура; радиальная ковка; диспергирование; пластическая деформация; микромеханизм роста трещин; структура под поверхностью разрушения; расщепления; полосы адиабатического сдвига; панорамные X - Y - Z-сшивки; structural steel; structure; radial forging; dispersing; plastic deformation; micromechanism of crack growth; structure under fracture surface; cleavages; bands of adiabatic shear; panoramic X - Y - Z-jointing

Полный текст:

PDF

Литература


Структурные и фрактографические особенности формирования расщеплений в низколегированной стали, подвергнутой деформационно-термической обработке

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Курдюмов Г. В., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977. 236 с.

Valiev R. Z., Korznikov A. V., Mulyukov R. R. Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation // Materials Science Engineering. 1993. V. A186. P. 141 - 148.

Tabatchikova T. I., Yakovleva I. L., Delgado Reina S. Yu. et al. Influence of warm deformation on the formation of a fragmented structure in low-carbon martensitic steels // The Physics of Metals and Metallography. 2016. V. 117, No. 1. P. 61 - 73.

Салищев Г. А., Валиахметов О. Р., Галеев Р. М., Малышева С. П. Формирование субмикрокристаллической структуры в титане при пластической деформации и ее влияние на механические свойства // Металлы. 1996. № 4. С. 86 - 91.

Глезер А. М., Метлов Л. С. Мегапластическая деформация твердых тел // Физика и техника высоких давлений. 2008. Т. 18, № 4. С. 21 - 36.

Симонов Ю. Н., Ништа А. П., Югай С. С., Перцев А. С. Диспергирование структуры стали 35Х вплоть до наноуровня с целью создания материалов для сосудов высокого давления // МиТОМ. 2010. № 11. С. 7 - 12.

Schastlivtsev V. M., Tabatchikova T. I., Yakovleva I. L. et al. Effect of thermomechanical treatment on the resistance of low carbon low alloy steel to brittle fracture // The Physics of Metals and Metallography. 2015. V. 116, No. 2. P. 189 - 199.

Симонов М. Ю., Шайманов Г. С. Перцев А. С. и др. Влияние структуры на динамическую трещиностойкость и особенности микромеханизма роста трещины стали 35Х после холодной радиальной ковки // МиТОМ. 2016. № 2. С. 24 - 32. (Simonov M. Yu., Shaimanov G. S., Pertsev A. S. et al. Effect of structure on the dynamic crack resistance and special features of the micromechanism of crack growth in steel 35Kh after cold radial forging // Metal Science and Heat Treatment. 2016. V. 58, No. 2. P. 82 - 90).

Симонов М. Ю., Шайманов Г. С., Перцев А. С. и др. Динамическая трещиностойкость и структура трубной заготовки из стали 09Г2С после деформационно-термической обработки // МиТОМ. 2017. № 6. С. 64 - 71.

Астафурова Е. Г., Добаткин С. В., Найденкин Е. В. и др. Структурные и фазовые превращения в наноструктурной стали 10Г2ФТ в ходе холодной деформации кручением под давлением и последующего нагрева // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4, № 1 - 2. С. 162 - 174.

Чукин М. В., Копцева Н. В., Валиев Р. З. и др. Дифракционный электронно-микроскопический анализ субмикрокристаллической и нанокристаллической структуры конструкционных углеродистых сталей после равноканального углового прессования и последующего деформирования // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2008. № 1. С. 31 - 37.

Валиев Р. З. Создание наноструктурных металлов и сплавов с уникальными свойствами, используя интенсивные пластические деформации // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1, № 1 - 2. С. 208 - 216.

Наймарк О. Б. Коллективные свойства ансамблей дефектов и некоторые нелинейные проблемы пластичности и разрушения // Физическая мезомеханика. 2003. Т. 6, № 4. С. 45 - 72.

Панин В. Е., Гриняев Ю. В., Данилов В. И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск: Наука, 1990. 225 с.

Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

Наймарк О. Б., Соковиков М. А. О механизме адиабатического сдвига при высокоскоростном нагружении материалов // Математическое моделирование систем и процессов. 1995. № 3. С. 71 - 76.

Froustey C., Naimark O. B., Panteleev I. A. et al. Multiscale structural relaxation and adiabatic shear failure mechanisms // Physical Mesomechanics. 2017. V. 20, No. 1. P. 31 - 42.

Rittel D., Wang Z. G., Merzer M. Adiabatic shear failure and dynamic stored energy of cold work // Phys. Rev. Lett. 2006. No. 96. P. 075502 (1 - 4).

Wright T. W. The physics and mathematics of adiabatic shear bands. Cambridge: University Press, 2002. P. 240.

Беликова А. Ф., Буравова C. Н., Гордополов Ю. А., Сайков И. В. Природа образования полос локализованной деформации при динамических нагрузках // Вестник ТГУ. 2010. Т. 16, № 3. С. 908 - 909.

Беликова А. Ф., Буравова C. Н., Гордополов Ю. А. Локализация деформации и связь ее с деформированным состоянием материала // Журнал технической физики. 2013. Т. 83, вып. 2. С. 153 - 155.

Rittel D., Wang Z. G., Merzer M. Adiabatic shear failure and dynamic stored energy of cold work // Phys. Rev. Lett. 2006. No. 96. P. 075502 (1 - 4).

Симонов М. Ю., Перцев А. С., Шайманов Г. С., Симонов Ю. Н. Хладостойкость конструкционной стали, подвергнутой холодной радиальной ковке // МиТОМ. 2019. № 10. С. 15 - 25.

Клевцов Г. В., Валиев Р. З., Клевцова Н. А. и др. Прочность и механизмы разрушения наноструктурированных металлических материалов при однократных видах нагружения // МиТОМ. 2017. № 9. С. 54 - 62.

Тюрин В. А., Лазоркин В. А., Поспелов И. А. и др. Ковка на радиально-обжимных машинах М.: Машиностроение, 1990. 256 с.

Шанявский А. А. Ротационная неустойчивость деформации и разрушения металлов при распространении усталостных трещин на мезоскопическом и масштабном уровне. I. Процессы пластической деформации в вершине трещины // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4, № 1. С. 73 - 80.

Панов Д. О., Балахнин А. Н., Перцев А. С. и др. Диспергирование закаленной низкоуглеродистой стали при холодной пластической деформации и последующей интенсивной термической обработки // Известия вузов. Черная металлургия. 2013. № 9. С. 57 - 61.

Симонов М. Ю., Наймарк О. Б., Симонов Ю. Н. и др. Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть I. Эффект адиабатического сдвига // МиТОМ. 2019. № 10. С. 43 - 53.

Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Наймарк О. Б. и др. Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть III. Эффект термической устойчивости полос адиабатического сдвига // МиТОМ. 2019. № 10. С. 64 - 76.

Симонов М. Ю. Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть II. Эффект массопереноса // МиТОМ. 2019. № 10. С. 54 - 63.

Симонов М. Ю., Георгиев М. Н., Шайманов Г. С. и др. Сравнительный анализ зон пластической деформации, динамической трещиностойкости, структуры и микромеханизмов роста трещины сталей 09Г2С, 25 и 40 в высоковязком состоянии // МиТОМ. 2016. № 2. С. 39 - 48.

Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Шайманов Г. С. Структура, динамическая трещиностойкость и микромеханизм роста трещин в трубных заготовках после деформационно-термической обработки // ФММ. 2018. Т. 119, № 1. С. 54 - 62.

Шайманов Г. С., Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Перцев А. С. Особенности поверхности разрушения стали 09Г2С после холодной радиальной ковки // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2016. Т. 18, № 3. С. 119 - 134.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2019.10.5-15

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024