Закономерности и механизмы деформации и переориентации кристалла при больших пластических деформациях аустенитной стали

• Автор: Шевченко, Наталья Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ДЕФЕКТНЫЕ СУБСТРУКТУРЫ И КООПЕРАТИВНЫЕ МОДЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ
1.1. Механическое двойникование
1.2. Мартенситные превращения
1.2.1. Феноменология мартенситных превращений
1.2.2. Атомные модели мартенситных превращений
1.3. Полосы локализации деформации
Заключение к разделу
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИИ
2.1. Постановка задач диссертации
2.2. Материал и методики исследований
3. ЭВОЛЮЦИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ПРИ БОЛЬШИХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЯХ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ [109-112]
3.1. Электронно-микроскопическое исследование эволюции дефектной субструктуры при холодной прокатке аустенитной стали 02Х17Н14М2
3.2. Особенности деформационных фазовых превращений в процессе прокатки аустенитных сталей [110 - 112]
3.2.1. Субмикронные пластинчатые выделения а-фазы
3.2.2. Ультрадисперсные частицы а-фазы
3.3. Особенности структурно-фазовых состояний в стали 02Х17Н14М2 после больших пластических деформаций кручением под давлением
4. АТОМНЫЕ МОДЕЛИ И МЕХАНИЗМЫ у-»ССу
ПРЕВРАЩЕНИЙ И ФОРМИРОВАНИЯ
НАНОСТРУКТУРНЫХ СОСТОЯНИЙ
4.1. Дисторсии кристаллической решетки при формировании полос локализации деформации с 60°<110> переориентацией кристалла [127 - 129]
4.2. Атомные модели образования дислокаций и механического двойникования в нанокристаллах с
ГЦК решеткой [131 -134]
4.2.1. Модели зарождения частичной (дислокация Шокли) и полной дислокации
4.2.2. Образование двойников деформации
4.3. Основные стадии и механизмы деформации и переориентации кристаллической решетки в процессе формирования полос локализации деформации, субмикро- и нанокристаллических структурных состояний в аустенитной стали 02Х17Н14М
4.3.1. Основные стадии эволюции дефектной субструктуры
4.3.2. О механизмах деформации и переориентации кристаллической решетки при формировании субмикро- и нанокристаллических структурных состояний [139, 140]
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. Широкое техническое использование больших пластических деформаций в технологических процессах прокатки, волочения, создания субмикро- и нанокристаллических материалов определяют необходимость выяснения закономерностей и механизмов пластической деформации при высоких степенях деформации. Известно [1-7], что в таких условиях могут развиваться различного типа неустойчивости пластического течения с активизацией ротационных мод деформации и формированием полос локализации деформации (ПЛД), в том числе, с переориентацией кристаллической решетки.
Явление локализации деформации играет важную роль в процессах пластической деформации металлических материалов, часто определяет технологические режимы их обработки и контролирует процессы разрушения изделий в различных условиях деформации [1, 2, 6-17]. Предложен ряд физических и структурных механизмов формирования полос локализации деформации [1-3, 15, 18]. Однако до сих пор во многих случаях эти механизмы не способны удовлетворительно описать физические закономерности указанных выше явлений или выявить их физическую природу.
Таким образом, не только с точки зрения развития физических основ технологии глубокой деформации, но и развития физики пластичности металлов и сплавов, решение проблем физической природы и механизмов формирования ПЛД различного типа является весьма актуальным. В последние годы эта актуальность существенно возрастает в связи с интенсивным развитием новых технологий получения субмикро- и нанокристаллических структурных состояний многочисленными методами интенсивной пластической деформации [19-26] и необходимостью выяснения основных закономерностей и механизмов переориентации кристаллической решетки при формировании этих состояний.

1.2.2. Атомные модели мартенситных превращений
В работе [90] представлена феноменологическая теория мартенситных превращений. Используется понятие Бейновской деформации — наименьшей деформации, которой можно получить из у - решётки а - решётку. Общее формоизменение при мартенситном (у—>а) превращении состоит из Бейновской деформации, жёсткого поворота и неоднородных сдвигов, реализуемых либо внутренним двойникованием (двойники превращения), либо неоднородным скольжением в мартенсите. Вводятся представления о неискажаемой и неповорачивающейся плоскости (плоскость габитуса), существующей при мартенситном превращении. Указанная феноменологическая модель позволяет с достаточной точностью предсказать ОС, некоторые варианты экспериментально наблюдаемых габитусных плоскостей, направления и величины сдвигов мартенситных кристаллов.
При анализе кристаллографических закономерностей взаимосвязи образования а-мартенсита в сталях под действием внешней нагрузки со сдвиговыми процессами в аусгените многими авторами использовалась предложенная Богерсом и Бюргерсом наглядная модель перестройки кристаллической решетки аустенита в решетку ОЦК мартенсита в результате сдвигов {111}у <211 >у по пересекающимся плоскостям {111}у [91].
Олсон и Коэн [60] дали дислокационную двухсдвиговую интерпретацию модели Богерса - Бюргерса (рисунок 1.12). Предполагается, что необходимые сдвиги [91] а/18<211 >у и а/12<211>., (сдвиги Д/3 и Д/2 соответственно, где Д - двойникующий сдвиг в аустените) осуществляются движением скоплений частичных дислокаций а/6<211>у в каждой третьей и каждой второй из пересекающихся плоскостей {111 }у. Если для конкретного состава стали и температуры деформации координация ОЦК решетки оказывается термодинамически более предпочтительной, то в зоне пересечения частичные дислокации а/6<211>у "размываются", распределяются