Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Деформация и пластичность низкоуглеродистой стали с различной величиной эффекта деформационного старения. I. Формирование зародыша полосы и очагов деформации

В. М. Фарбер, О. Н. Дунгат, А. Н. Морозова, Д. И. Вичужанин

Аннотация


Представлены результаты работы, выполненной методом корреляции цифровых изображений и состоящей из трех частей: I. Формирование зародыша полосы и очагов деформации. II. Деформация на площадке текучести. III. Потеря пластичности стали при деформационном старении. Все части отражают решение общей задачи: установить основные факторы на мезо/макроуровне, ответственные за снижение пластичности сталей с эффектом деформационного старения на площадке текучести, линейной и степенной стадиях, а также в целом при растяжении образцов до уровня предела прочности. В части I изучена эволюция структурно-деформационной картины на ниспадающей ветви зуба текучести и в начале площадки текучести. В части II приведены данные о ходе пластической деформации на площадке текучести. В части III описаны особенности деформации на линейной и степенной стадиях растяжения, а также проведен анализ результатов всей работы.

 В части I, приведенной в настоящем номере журнала, изучены механические свойства и характеристики деформации стали 08Г2Б, проявляющей различную величину эффекта деформационного старения после термической обработки по режимам: отжиг при 250 °C, 30 мин с охлаждением на воздухе и отжиг при 680 °C, 30 мин с охлаждением в воде. Показано, что, несмотря на значительно различающиеся прочностные и пластические свойства стали после разных режимов обработки, она деформируется на площадке текучести по одинаковому механизму Людерса. Механизм включает возникновение и рост зародышевых центров, зародышей полос локализованной деформации, их пересечение, а в середине образца — с образованием очаговых центров. Рассмотрены параметры, определяющие напряжение старта источников, испускающих дислокации плоских серий, которые формируют растущий зародыш полосы, что позволило объяснить влияние различных факторов на нижний и верхний пределы текучести в районе зуба. Проанализированы условия реализации полосового механизма деформации и его сочетание с рассредоточенной деформацией, при которой дислокации одновременно распространяются в различных системах скольжения.


Ключевые слова


деформационное старение; корреляция цифровых изображений; пластичность; дислокации; полоса локализованной деформации

Полный текст:

PDF

Литература


Панин В. Е., Лихачев В. А., Гриняев Ю. В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. 232 с.

Штремель М. А. Прочность сплавов: в 2 ч. Ч. 2. Деформация. М.: МИСиС, 1999. 384 с.

Штремель М. А. Разрушение: в 2 ч. Ч. I. Разрушение материала. М.: МИСиС, 2014. 670 с.

Гольдштейн М. И., Литвинов В. С., Бронфин Б. М. Металлофизика высокопрочных сплавов. М.: Металлургия, 1986. 312 с.

Han J., Lu C., Wu B. et al. Gao Innovative analysis of Luders band behavior in X80 pipeline steel // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 683. P. 123 – 128.

Zhang Y., Ding H. Ultrafine also can be ductile: On the essence of Luders band elongation in ultrafine-grained medium manganese steel // Mater. Sci. Eng. A. 2018. V. 733. P. 220 – 223.

Sutton M. A., Orteu J. J., Schreier H. W. Image correlation for shape, motion and deformation measurements. N.Y.: Springer, 2009. 332 p.

Фарбер В. М., Морозова А. Н., Вичужанин Д. И., Карабаналов М. С. Строение полосы Чернова-Людерса в нормализованной стали 09Г2С. Часть I. Полосы локализованной деформации // МиТОМ. 2022. № 7. С. 4 – 9.

Фарбер В. М., Хотинов В. А., Полухина О. Н. и др. Влияние деформационного старения на стадии пластической деформации и разрушение при растяжении образцов стали 08Г2Б. Часть I. Площадка текучести и стадия деформационного упрочнения // МиТОМ. 2020. № 7. С. 38 – 45.

Вильдеман В. Э., Третьяков М. П., Третьякова Т. В. и др. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях. М.: Физматлит, 2012. 204 с.

Хотинов В. А., Полухина О. Н., Вичужанин Д. И. и др. Изучение деформации Людерса в ультрадисперсной низкоуглеродистой стали методом корреляции цифровых изображений // Письма о материалах. 2019. T. 9, № 3. С. 328 – 333.

Шибков А. А., Золотов А. Е., Желтов М. А. и др. Морфологический переход от евклидовой к фрагментальной форме полосы Людерса в алюминий-магниевом сплаве АМg6 // ФТТ. 2011. Т. 53, № 5. С. 833 – 840.

Патент RU № 2811386. Способ определения величины эффекта деформационного старения в сталях / В. А. Хотинов, В. М. Фарбер, А. Б. Овсянников, опубл. 11.01.2024 // Бюл. 2024. № 2.

Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. Строительная сталь. М.: Металлургиздат, 2002. 622 с.

Фарбер В. М., Полухина О. Н., Вичужанин Д. И. и др. Исследование методом корреляции цифровых изображений пластической деформации до и на площадке текучести стали 08Г2Б. Ч. 1. Формирование пластической и упругой волн деформации // МиТОМ. 2019. № 5. С. 9 – 14.

Фарбер В. М., Селиванова О. В., Хотинов В. А., Полухина О. Н. Деформационное старение в сталях: учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2018. 72 с.

Курдюмов Г. В., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. Москва: Наука, 1977. 238 с.

Гольдштейн М. И., Фарбер В. М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979. 208 с.

Арабей А. Б., Фарбер В. М., Пышминцев И. Ю. и др. Микроструктура и дисперсные фазы трубных сталей класса прочности Х80 для магистральных трубопроводов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2012. № 1. С. 30 – 37.

Фарбер В. М., Селиванова О. В., Морозова А. Н. и др. Дислокационная структура в полосе локализованной деформации, формирующейся при растяжении нормализованного образца стали 09Г2С // Физическая мезомеханика. 2023. № 26. С. 53 – 60.

Штремель М. А. Прочность сплавов. Ч. 1. Дефекты решетки. М.: Металлургия, 1982. 280 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.9.4-10


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025