Механизмы деформации высокопрочных монокристаллов аустенитных нержавеющих сталей и стали Гадфильда

• Автор: Литвинова, Елена Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 303 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. О соотношении скольжения и двойникования в ГЦК кристаллах
1.1. Особенности смены механизма деформации от скольжения к двойникованию в монокристаллах чистых ГЦК металлов
1.2. Особенности механического двойникования в ГЦК сплавах замещения
1.3. Особенности механического двойникования в ГЦК сплавах внедрения и дисперсно-упрочненных материалах
1.4. Дислокационные модели двойникования ГЦК металлов и сплавов
2. Постановка задач. Выбор материала для исследований. Методика эксперимента
2.1. Постановка задач исследования. Выбор материала для исследования
2.2. Материал и методика проведения эксперимента
3. Твердорастворное упрочнение и дисперсионное твердение монокристаллов аустенитных нержавеющих сталей и стали Гадфильда с высоким содержанием атомов внедрения
3.1. Твердорастворное упрочнение монокристаллов аустенитных нержавеющих сталей и стали Г адфильда с высоким содержанием атомов внедрения
3.1.1. Твердорастворное упрочнение атомами азота монокристаллов аустенитной нержавеющей стали Ее-26Сг-32>Л-ЗМо с высокой уду
3.1.2. Твердорастворное упрочнение углеродом монокристаллов аустенитных нержавеющих сталей с низкой уду
3.1.3. Ориентационная зависимость ткр в монокристаллах стали

Гадфильда с высоким содержанием атомов внедрения и низкой уду
3.2. Дисперсионное твердение монокристаллов аустенитных
нержавеющих сталей, упрочненных атомами внедрения
4. О соотношении деформации скольжением и двойникованием в
высокопрочных монокристаллах стали Гадфильда с низкой уду
4.1. Двойникование при растяжении в [011], [ 377], [ 144], [ ТП] ориентациях
4.2. Механическое двойникование при растяжении монокристаллов стали Гадфильда в [012], [ 113], [ Т23], [001] ориентациях и при сжатии в [ 111]
4.3. Механизм зарождения двойников в монокристаллах стали Гадфильда
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Аустенитные нержавеющие стали, упрочненные атомами внедрения азотом и углеродом, дисперсными частицами вторичных фаз (карбидами и нитридами) представляют собой важный класс современных конструкционных материалов [1-9]. Для получения высокой прочности в этих сталях используются не только твердорастворное упрочнение и дисперсионное твердение, но и интенсивная пластическая деформация [1-3, 5-11]. Анализ закономерностей пластического течения этого класса сталей показывает, что введение в аустенитную матрицу с низкой энергией дефекта упаковки Уду~0.020-0.030 Дж/м2 атомов внедрения и дисперсных частиц приводит к значительному увеличению предела текучести ооЛ и коэффициента деформационного упрочнения 0 [1-11].
Управление прочностными и пластическими свойствами, разработка теории оптимального легирования таких сталей азотом и углеродом невозможна без выяснения механизмов формирования высокой прочности при твердорастворном упрочнении и пластической деформации. В последнее время одним из наиболее интенсивно развивающихся в научном и практическом плане является направление, связанное с разработкой физических механизмов, ответственных за достижение высоких прочностных свойств в аустенитньгх нержавеющих сталях с азотом Ск=0-0.5 вес. % и стали Гадфильда (Ре-13% Мп - 1.2%С, вес. %) [1-3, 5-7, 10-18].
Полученные к настоящему времени экспериментальные данные свидетельствуют о наличии ряда факторов, определяющих формирование прочностных и пластических свойств таких сталей с высокой концентрацией атомов внедрения. Известно, что деформация в таких материалах может осуществляться как скольжением расщепленных дислокаций, так и двойни-кованием [9, 10,12-16]. Отличительными характеристиками этих материалов являются высокая прочность, пластичность, склонность к высокому

нью деформации, вследствие взаимодействия двойникования с лесом скользящих дислокаций и при легировании атомами замещения.
Как было сказано выше, двойникование в ГЦК чистых металлах и сплавах замещения обычно происходит в действующей плоскости скольжения на стадии III пластического течения, где в качестве механизма релаксации напряжений обычно выступает поперечное скольжение. В связи с этим возникает вопрос о том, какой из двух механизмов - поперечное скольжение или двойникование - оказывается наиболее эффективным для снятия напряжений, накопленных в ходе предшествующей деформации. На (рис. 1.11) представлена ориентационная зависимость напряжения тш начала стадии III и напряжения разрушения трЮр для монокристаллов серебра. Видно, что поперечное скольжение оказывается подавленным в образцах с ориентацией оси растяжения близкой к полюсу [ 111], и, наоборот, существенно облегчается вблизи полюса [001]. С другой стороны, деформация двойникованием ГЦК сплавов реализуется при приближении оси растяжения к [ 111] полюсу и с понижением уду [20-21]. Анализ экспериментальных данных по механическому двойникованию в ГЦК чистых металлах и сплавах [20-23, 27-29, 47-49] показывает, что низкие температуры испытания и высокая скорость нагружения также способствуют подавлению процессов поперечного скольжения и развитию деформации двойникованием в ГЦК материалах. Поэтому, механическое двойникование может рассматриваться как более эффективный механизм снятия напряжений, возникающих при скольжении, по сравнению с другими дислокационными процессами, такими, например, как поперечное скольжение [20-21].
Дальнейшее экспериментальное исследование ориентационной зависимости механизмов деформации скольжения и двойникования было сделано в работе [56] при изучении влияния знака приложенных напряжений (растяжения/сжатия) в кристаллах различной ориентации. На примере монокристаллов Си-А1 было показано, что при переходе от растяжения к