Управление структурой сталей на различных масштабных уровнях в процессах комбинированного упрочнения

• Автор: Батаев, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 430 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. «КОНСТРУИРОВАНИЕ» СТРУКТУРЫ, КАК ЭФФЕКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ (литературный обзор)
1.1. Локализация пластического течения, как основная особенность процессов деформации и разрушения металлических материалов
1.2. Анализ возможностей комбинированного упрочнения металлических материалов на разных масштабных уровнях
1.3. Эффективные пути повышения основных показателей конструктивной прочности углеродистых сталей
1.4. Конструктивная прочность металлических материалов
1.5. Эффективные способы воздействия на структуру и показатели конструктивной прочности сталей
1.6. Модифицирование поверхностных слоев, как эффективный
способ упрочнения сталей
1.7. Влияние поверхностных упрочняющих слоев на комплекс основных механических свойств сталей и сплавов
1.8. Выводы
2. ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕГО НАГРУЖЕНИЯ
2.1. Пластическая деформация металлических материалов - как
процесс локальных структурных изменений
2.2. Локализация пластической деформации на разных масштабных уровнях
2.3. Локализация пластического течения в сталях с гетерофазной структурой
2.3.1. Неоднородность деформации в сталях с выделениями третичного цементита
2.3.2. Особенности неоднородного пластического течения в

сталях со структурой пластинчатого перлита
2.3.3. Локализация пластического течения в сталях с глобулярными выделениями цементита
2.3.4. Деформация и разрушение сталей с цементитом видманштеттова типа
2.3.5. Роль неметаллических включений в локализации пластического течения сталей
2.4. Локализация пластического течения в условиях усталостного, контактно-усталостного и ударно- усталостного нагружения
сталей с гетерофазной структурой
2.5. Пластическая деформация и разрушение сталей в условиях взрывного нагружения
2.6. Локализация пластического течения как результат конкуренции деформационного упрочнения и термического разупрочнения материала
2.6.1. Структурная схема пластического течения с учетом деформационного упрочнения материала
2.6.2. Структурная схема деформации с учетом температурного разупрочнения в полосе локализованного течения
2.7. Потеря устойчивости структурных элементов в процессе пластической деформации сталей
2.7.1. Устойчивость одиночных пластин
2.7.2. Устойчивость цементитных пластин перлита при воздействии сжимающих напряжений
2.8. Ротационные явления в деформируемых металлических материалах
2.8.1. Развороты материала на микромасштабном уровне
2.8.2. Явления ротационного характера, реализуемые на макроскопическом масштабном уровне
2.8.3. Анализ ротационных процессов, соответствующих

мезоскопическому масштабному уровню
2.9, Влияние размера зерна и дислокационной структуры на характер изнашивания металлических материалов
2.10. Выводы
3. ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ СТАЛЕЙ ПУТЕМ КОМБИНИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ДИСЛОКАЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ
3.1. Формирование оптимальной структуры сталей.
Эффективные дислокационные механизмы упрочнения
3.2. Управление тонким строением феррито-цементитной структуры
с целью повышения комплекса механических свойств сталей
3.2.1. Оптимизация структуры пластинчатого и глобулярного перлита
3.2.2. Оптимизация структуры избыточного цементита в заэвтектоидных сталях
3.2.3. Управление процессом ориентированного выделения
частиц глобулярного цементита
3.3. Эффективность механизма зернограничного упрочнения сталей
3.4. Повышение конструктивной прочности сталей путем регулируемого термопластического упрочнения
3.4.1. Разработка эффективной схемы гермопластической обработки
3.4.2. Результаты структурных электронномикроскопических исследований
3.4.3. Конструктивная прочность термически и термопластически упрочненных сталей
3.5. Формирование ориентированной гетерофазной структуры,
обеспечивающей высокий комплекс механических свойств
3.5.1. Пластическая деформация доэвтектоидных сталей в
межкритической области температур с доследующим

3. Диффузионная зона, образующаяся при нанесении защитных покрытий, может тормозить протекание диффузионных процессов, имеющих место при воздействии на поверхность агрессивных сред.
4. Защитное покрытие может залечивать поверхностные микродефекты, а может приводить к их образованию.
5. Защитный слой может изменить уровень напряжений в зоне геометрических концентраторов на детали.
Влияние тонких поверхностных пленок на развитие процессов пластической деформации основного металла изучается уже несколько десятилетий. Тем не менее, в технической литературе содержится ограниченное количество данных по этому вопросу [65,72].
Известно, что поверхностные слои играют специфическую роль в общем процессе макроскопической деформации материалов. Свободные поверхности кристаллов оказывают влияние не только на начальную стадию пластического течения, но и на характер кривой «напряжение-деформация» кристаллов [72].
В.Ф. Шатинский и др. отмечают [74], что для анализа воздействия защитных слоев на прочностные характеристики основного металла все покрытия целесообразно разделить на две группы. К первой группе относятся покрытия в виде пленок и слоев, нанесенных гальваническим способом, вакуумным, плазменным способом, или нанесенных другим способом, в результате которого формируется контакт за счет адгезионного процесса без образования промежуточных слоев. Вторую группу составляют диффузионные покрытия. Такое деление обусловлено различным влиянием этих покрытий на динамику дислокаций в приповерхностных слоях у границ раздела между защитными слоями и основным металлом. Для металлов с покрытиями, при нанесении которых не образуются переходные слои, ответственными за деформацию и разрушение считают поверхностные процессы, приводящие к изменению уровня межфазной энергии [74]. Влияние диффузионных покрытий на прочностные характеристики определяются в основном их структу-