Закономерности и механизмы пластической деформации и разрушения монокристаллов высокомарганцевых аустенитных сталей с высокой концентрацией углерода

• Автор: Астафурова, Елена Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 310 с. : ил.

1 Изучение температурной и ориентационной зависимостей критических скалывающих напряжений и механизма деформации (скольжение/двойникование) на ранних стадиях пластического
течения в монокристаллах аустенитных сталей Ее-13Мп-1,ЗС, Ее-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС
Е1 Температурная зависимость критических скалывающих
напряжений в монокристаллах сталей Ее-13Мп-1,ЗС, Ее-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС
Е2 Ориентационная зависимость критических скалывающих
напряжений и механизма деформации на ранних стадиях пластического течения монокристаллов сталей Ее-13Мп-1,ЗС,
Ее-1 ЗМп-2,7А1-1 ,ЗС, Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС
2 Закономерности пластического течения и упрочнение монокристаллов высокоуглеродистых аустенитных сталей Ее-13Мп-1,ЗС, Ее-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС при развитии механического двойникования и скольжения
2.1 Общие закономерности смены механизма деформации от скольжения к двойникованию в монокристаллах сталей Ее-13Мп-1,ЗС,
Бе-1 ЗМп-2,7А1-1 ,ЗС, Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС, Ее-13Мп-1,0С(+Н)
2.2 Закономерности упрочнения и дислокационная структура монокристаллов сталей Ее-13Мп-1,ЗС, Ее-13Мп-2,7А1-1,ЗС,
Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС при скольжении
2.3 Деформационное упрочнение при двойниковании монокристаллов стали Ее-13Мп-1,ЗС, Ее-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ее-28Мп-2,7А1-1,ЗС
2.4 Влияние механического двойникования и типа дислокационной структуры на процессы локализации пластического течения при сжатии монокристаллов сталей Ее-13Мп-1,ЗС, Ее-13Мп-2,7А1-1,ЗС

2.5 Влияние двойникования на характер разрушения и «вязкохрупкий» переход в монокристаллах высокоуглеродистых сталей Ре-13Мп-1,ЗС, Бе-1 ЗМп-2,7 А1-1 ,ЗС, Ре-28Мп-2,7А1-1,ЗС при растяжении
3 Влияние старения на ориентационную зависимость механизма деформации монокристаллов сталей Ре-13Мп-1,0С, Ре-13Мп-1,ЗС, Ре-13Мп-2,7А1-1,ЗС
3.1 Влияние старения на механизм деформации, стадийность пластического течения и разрушение монокристаллов стали Ре-13Мп-1,0С
3.2 Влияние старения на стадийность пластического течения и разрушение монокристаллов сталей Ре-13Мп-1,ЗС и Ре-13Мп-2,7А1-1,ЗС
4 Изучение структурно-фазовых превращений, механических свойств и термической стабильности монокристаллов высокоуглеродистых аустенитных сталей Ре-13Мп-1,ЗС, Ре-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ре-28Мп-2,7А1-1,ЗС после кручения под квазигидростатическим давлением
4.1 Особенности фрагментации структуры монокристаллов сталей Ре-13Мп-1,ЗС, Ре-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ре-28Мп-2,7А1-1,ЗС при холодном кручении под квазигидростатическим давлением
4.2 Эволюция структуры при теплом кручении под квазигидростатическим давлением монокристаллов сталей Ре-13Мп-1,ЗС, Ре-13Мп-2,7А1-1,ЗС, Ре-28Мп-2,7А1-1,ЗС
4.3 Влияние высокотемпературных отжигов на микроструктуру и фазовый состав стали Ре-13Мп-1,ЗС после холодного и теплого кручения под гидростатическим давлением
Основные результаты и выводы Список литературы

Актуальной задачей современного материаловедения является создание новых или модификация структуры известных материалов с целью оптимизации их свойств к определенным условиям эксплуатации. Улучшение комплекса физико-механических характеристик сталей достигается традиционной термомеханической обработкой, легированием, дисперсионным твердением, созданием градиентных структур и покрытий и др. [1-5]. В последние десятилетия активно развивается подход, связанный с достижением высокопрочного структурного состояния за счет измельчения структуры методами интенсивной пластической деформации (ИПД) [6-8]. Публикационная активность по ИПД материалов различного класса непрерывно растет: до 2000 года ежегодно из печати выходило менее 50 публикаций по этой тематике, в 2005 их было 300, а в 2011 - уже более 500
Проблема влияния интенсивной пластической деформации на свойства чистых металлов и низкопрочных сплавов подробно изучена и описана как в российской, так и в зарубежной литературе [6-11]. В историческом плане основой для развития наноструктурных металлических материалов являются, в частности, работы Трефилова В.П., Мильмана Ю.В., Фирстова С.А, Рыбина В.В., Сегала В.М., Гляйтера (Gleiter Н.) и Бриджмена П.В. [9,10,12-14]. В отношении низкопрочных металлических материалов методы ИПД применяют при относительно низких температурах, что позволяет получать в них субмикрокристаллические (СМК) и нанокристаллические (НК) структуры. Необходимо отметить, что в настоящее время широко распространены как классические методы интенсивной пластической деформации металлических материалов, такие как равноканальное угловое прессование (РКУП), кручение под высоким давлением, мультиосевая деформация, изотермическая ковка, так и усовершенствованные схемы деформирования - винтовая экструзия, аккумулируемая прокатка с

Винтовая дислокация не имеет гидростатического поля напряжений, ее взаимодействие с атомами примесных элементов существенно слабее, чем у краевой. В следующем разделе (раздел 1.2) будет проведен детальный анализ влияния приложенного напряжения на величину расщепления дислокаций и ориентационную зависимость критических скалывающих напряжений. Применительно к данному разделу, необходимо принять во внимание результаты этого анализа, свидетельствующие в пользу того, что в поле внешних напряжений максимальное расщепление испытывают полные дислокации с максимальной винтовой компонентой, а полные о/2<110> краевые дислокации не испытывают дополнительного расщепления при приложении напряжений. В стали Бе-28Мп-2,7А1-1,ЗС энергия дефекта упаковки велика, и поле внешних приложенных напряжений практически не влияет на величину расщепления дислокаций. Следовательно, доли краевых, винтовых и смешанных дислокации различной конфигурации будут, в первом приближении, равны. В сталях Бе-13Мп-1,ЗС, Ре-13Мп-2,7А1-1,ЗС энергия дефекта упаковки такова, что винтовые дислокации (или смешанные с большой долей винтовой компоненты) будут испытывать дополнительное к равновесному расщепление. Расщепление полной винтовой дислокации приводит к образованию двух смешанных (т.е. содержащих краевую компоненту) частичных дислокаций Шокли. Р1апряжение течения определяется упругим взаимодействием дислокаций с препятствиями, величина вектора Бюргерса определяет величину напряжений течения и она, очевидно, будет меньше в случае движения частичной дислокаций Шокли а/6<211>, которая имеет меньший вектор Бюргерса, чем полные дислокации а/2<110>. Несмотря на этот факт, доля дислокаций с краевой компонентой в структуре увеличивается с уменьшением энергии дефекта упаковки за счет расщепления винтовых дислокаций и образования при этом частичных
Шокли с краевой компонентой. Следовательно, при равной скалярной

плотности дислокаций (-10 см') в сталях Бе-13Мп-1,ЗС,