Стадийное развитие ультрадисперсной структуры в железе и конструкционных сталях при деформации под высоким давлением

• Автор: Дегтярев, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 274 с. : ил.

Глава 1. Особенности упрочнения железа и конструкционных сталей при

большой деформации сдвигом под давлением

1.1. Влияние способа деформирования на структуру и твердость сплавов

железа с различным содержанием углерода

1.2. Исследование распределения деформации по образцу после сдвига

под давлением с различными углами поворота наковальни

1.3. Влияние скорости деформации на формирование структуры при сдвиге

под давлением

1.4. Анализ загрязнения в процессе деформации сдвигом под давлением

Выводы к главе

Глава 2. Стадийность эволюции структуры при сдвиге под давлением

2.1. Выявление границ стадий
2.2. Изменение типа и параметров структуры при деформации
2.3. Изменение текстуры и периода решетки при деформации
2.4. Закономерности смены структурных состояний
Выводы к главе
Глава 3. Низкотемпературная рекристаллизация материалов,
деформированных сдвигом под давлением
3.1. Низкотемпературная рекристаллизация чистого железа с СМК структурой
3.2. Эволюция СМК структуры при отжиге стали 20Г2Р, деформированной
в закаленном состоянии
3.3. Влияние исходной термической обработки на
низкотемпературную рекристаллизацию СМК структуры стали 20Г2Р
3.4. Влияние частиц второй фазы на кинетику низкотемпературной рекристаллизации
3.5. Особенности низкотемпературной рекристаллизации армко-железа
Выводы к главе
Глава 4. Рекристаллизация ультрадисперсной структуры смешанного типа
в железе и конструкционной стали
Выводы к главе
Глава 5. Склонность к росту зерна при отжиге ультрадисперсных материалов
с различным типом структуры
5.1. Рост зерна при отжиге чистого железа
5.2. Влияние карбидного торможения на рост зерна
5.3. Влияние малого количества примесей на термическую стабильность структуры железа
5.4. Формирование структуры в изделиях, полученных методами холодной
объемной штамповки
Выводы к главе
Глава 6. Зависимость твердости от параметров ультрадисперсной структуры железа и конструкционных сталей
6.1. Определение параметров уравнения Холла-Петча для рекристаллизованной структуры
6.2. Выделение вкладов различных видов упрочнения в твердость железа и
стали с СМК структурой
6.3. Влияние стадийности деформации на параметры уравнения Холла-Петча
Выводы к главе
Глава 7. Образование аустенита при нагреве конструкционной стали,
подвергнутой большой пластической деформации
7.1. Влияние исходной структуры конструкционной стали на образование аустенита в межкритическом интервале температур
7.2. Влияние дефектности структуры на кинетику a-у превращения
в конструкционной стали вблизи температуры Aci
Выводы к главе
Общие выводы
Список литературы

Центральная задача современного материаловедения - создание новых конструкционных и функциональных материалов [1], имеющих по сравнению с традиционными принципиально иной уровень механических и физико-химических свойств, соответствующий потребности экономики. Среди наиболее широко применяемых в промышленности конструкционных материалов ведущее место занимает железо и сплавы на его основе [2] благодаря многообразию свойств, которое обеспечивается способностью этих сплавов претерпевать под влиянием внешних воздействий разнообразные фазовые и структурные превращения [3]. Интенсификация внешних воздействий (температуры, давления, деформации и других) приводит к результатам, не всегда укладывающимся в рамки сложившихся классических представлений [4-8]. Интенсивные воздействия часто лежат в основе экологически безопасных ресурсосберегающих современных технологий. Это определяет как научную, так и практическую значимость исследования поведения сплавов железа в новых, ранее не реализуемых условиях. Создание перспективных технологий, сочетающих формоизменение и деформационно-термическую обработку [6, 9, 10], требует знания особенностей фазовых и структурных превращений в сплавах на основе железа, подвергнутых экстремальным воздействиям.
Перспективным способом качественного изменения свойств считается измельчение элементов структуры сплавов [11]. Одним из методов создания в материале ультрадисперсного структурного состояния служит большая пластическая деформация.
В настоящее время наибольшие деформации, обеспечивающие переход материала в субмикро- и наноструктурное состояние, реализуются в процессе сдвига под высоким квазигидростатическим давлением, предложенным П. Бриджменом [12]. Разработаны и другие методы деформационного и термодеформационного воздействия: равноканальное угловое прессование [13], винтовая гидроэкструзия [14], всесторонняя ковка [15], ударноволновое нагружение [16], фрикционная обработка поверхности [17], шаровой помол [18], приводящие к близкому масштабу диспергирования структуры. Исследованы разнообразные материалы: металлы, сплавы, интерметаллидные соединения, керамики. Накоплен огромный экспериментальный материал, регулярно предпринимаются попытки его осмысления и классификации [19 — 21]. Первоначально в основу классификации структур был положен размерный параметр, причем границы перехода материала в субмикро- и нанокристаллическое состояние разные авторы определяют достаточно произвольно (150 -1000 нм и 40 - 300 нм, соответственно [19 - 21]). Часто такой подход идет в разрез с экспериментальными результатами, свидетельствующими, что не размер структурных составляющих, а скорее тип ультрадисперсной структуры определяет свойства и поведение

Изменение твердости меди (а) и чистого железа (б) при деформации сдвигом под давлением
1,8
1,6
1,4
1,2

I-,

II
Г". 1 1 * '( ■ 1 * ■ ■ / 1
| 11 • 1 1 # ■ г — *4 1 %П
! 1 { 1 1— I
1
1

0 2 4 6 8
логарифмическая деформация е
Рис. 1