Градиентные структуры в перлитной стали при различных способах деформации

• Автор: Жулейкин, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СТАЛИ 9ХФ (литературный

обзор)

1Л. Состав. Структурно-кинетическая диаграмма

1.2.Механические свойства

1.3.Перлитная структура

1.4. Дефекты в строении колоний пластинчатого перлита

1.5.Литературные сведения о эволюции перлитной структуры при деформации

1.6.Структурные уровни деформации стали

1.7.Понятие о градиентных структурах

1.8.Градиентные структуры, возникающие в стали 9ХФ при цементации

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1.Исходное состояние
2.2.Задаваемые обработки
2.3.Методики структурных исследований
2.4.Методика количественной обработки результатов исследования
* ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СТАЛИ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ
прокатом :
3.1.Эволюция структуры перлита при пластической деформации и фрагментация
3.2.Количественные параметры градиентной структуры
3.3.Внутренние поля напряжений и фрагментация
3.4.Процессы и механизмы разрушения цементита
^ ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СТАЛИ ПРИ УДАРНЫХ
НАГРУЗКАХ
4.1.Перлитная структура после ударного нагружения. Качественная картина
4.2.Количественные параметры дефектной структуры
4.3.Источники далыюдействующих полей напряжений
ф, 4.4.Количественные характеристики полей напряжений в градиентной

108.
структуре
4.5.Картина разрушения перлита и растворения цементита
4.6.Градиентные структуры и масштабные уровни
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Градиентные структуры, формирующиеся при пластической деформации, известны давно, но мало изучены. Возникают такие структуры при резкой асимметрии пластической деформации, т.е. при одностороннем воздействии на материал. Первая основная трудность исследования градиентных структур заключается в строгой необходимости выполнения полных измерений. Без цифр описать градиентную структуру невозможно. Вторая трудность заключается в необходимости проводить измерения тонких параметров внутренней дефектной структуры и их измерений на небольших расстояниях. Это требует прецизионных методов исследования и тщательной отработки методики. Последняя трудность заключается в том, что основным методом в этих условиях является метод дифракционной электронной микроскопии на тонких фольгах. В условиях после реформенной России электронная микроскопия стала экзотикой. Тем не менее, этот метод был реализован.
При исследовании пластической деформации сталей типичными объектами являются конструкционные стали. Высокопрочные инструментальные стали исследуются значительно реже, во-первых, из-за меньших возможностей по пластичности и ранним зарождением разрушения и, во-вторых, из-за сложного фазового состава. Поэтому для настоящего исследования были выбраны наиболее простейшие инструментальные стали 9ХФ и 9Х2ФМ в состоянии с перлитной структурой.
Закономерности пластической деформации сталей с перлитной структурой в течение нескольких десятилетий интенсивно исследовались. Результаты обобщены в известных монографиях [1-5]. Установлено, что в ходе пластической деформации перлитная структура и цементит разрушаются. В основном исследование деформации перлитной структуры были выполнены качественно. Для того, чтобы охарактеризовать градиентные структуры, нужны количественные данные. Поэтому в настоящей работе был использован прецизионный количественный метод электронной дифракционной микроскопии на тонких фольгах. Были изучены закономерности пластической деформации при одностороннем нагружении, эволюция дислокационной фрагментированной субструктуры, развитие процесса разрушения цементита, искажения перлитной структуры. Важной особенностью исследования явилось большое внимание, которое уделялось измерению внутренних напряжений и-сопоставлению их величин с прочностными характеристиками исследуемых сталей.

Рис.2.4. Электронно-микроскопические изображения структуры перлита (а) и феррита в окружении перлитных колоний (б) в стали 9Х2ФМ в исходном состоянии (Ф - зерно феррита, расположенное в стыке перлитных колоний, К -экстинкционные контуры)