Рекристаллизационные процессы в аустенитной коррозионностойкой стали после больших пластических деформаций

• Автор: Тихонова, Марина Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1 1 Методы пластической деформации

1 2 Динамическая рекристаллизация в ГЦК металлах

1 3 Механизмы структурообразования в металлах и сплавах в процессе ИПД при пониженных температурах

1 3 1 Фрагментация

1 3 2 Деформационное двойникование

1 4 Постдинамическая рекристаллизация в ГЦК металлах

1 6 Механические и коррозионные свойства ультрамелкозернистых ГЦК материалов 29 1 6 1 Механические свойства ультрамелкозернистых ГЦК материалов

1 6 2 Коррозионные свойства ультрамелкозернистых ГЦК материалов

1 7 Постановка задач исследования
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 1 Материал исследования
2 2 Методы эксперимента
2 2 1 Методика многократной ковки со сменой оси деформации
2 2 2 Методы исследования структуры
2 2 3 Механические испытания
2 2 4 Испытания по определению стойкости к межкристаллитной коррозии
ГЛАВА 3 ЭВОЛЮЦИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ СТАЛИ 10Х18Н8ДЗБР В ПРОЦЕССЕ МНОГОКРАТНОЙ КОВКИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 1100-500°С
3 1 Деформационное поведение стали 10Х18Н8ДЗБР при стократной и iiioi окрлных ковках при температурах 1 100-500°С 4
3 1 1 Деформационное поведение при горячей деформации
3 1 2 Деформационное поведение при теплой деформации
3 2 Эволюция микроструктуры в процессе деформации при 800°С
3 3 Эволюция микроструктуры в процессе деформации при 700°С
3 4 Эволюция микроструктуры в процессе деформации при 600°С
3 5 Эволюция микроструктуры в процессе деформации при 500°С
3 6 Механизмы формирования структуры в процессе многократной ковки при температурах 800-5 00°С
3 7 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 ЭВОЛЮЦИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ СТАЛИ 10Х18Н8ДЗБР В ПРОЦЕССЕ МНОГОКРАТНОЙ КОВКИ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
4.1 Деформационное поведение стали 10Х18Н8ДЗБР при многократной ковке при комнатной температуре
4.2 Эволюция микроструктуры в процессе многократной ковки при комнатной температуре
4.3 Выводы по главе
ГЛАВА 5 ЭВОЛЮЦИЯ ГРАНИЦ ЗЕРЕН В ПРОЦЕССЕ ОТЖИГОВ В СТАЛИ 10Х18Н8ДЗБР ПОСЛЕ МНОГОКРАТНОЙ КОВКИ
5.1 Отжиг холоднодеформированной стали 10Х18Н8ДЗБР
5.2 Отжиг стали 10Х18Н8ДЗБР при температурах 800-1000°С после многократной ковки
5.3 Закономерности эволюции границ зерен в процессе постдинамической рекристаллизации стали 10Х18Н8ДЗБР
5.4 Выводы по главе
ГЛАВА 6 СВОЙСТВА УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТАЛИ 10Х18Н8ДЗБР
6.1 Механические свойства стали 10Х18Н8ДЗБР после многократной ковки и отжигов.
6.2. Стойкость стали 10Х18Н8ДЗБР к межкристаллитной коррозии
6.2.1 Коррозионная стойкость стали 10Х18Н8ДЗБР после многократной ковки.
6.2.3 Коррозионная стойкость стали 10Х18Н8ДЗБР после многократной ковки с последующим отжигом
6.3 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных задач физического материаловедения является получение субмикрокристаллической и нанокристаллической структур в металлических материалах, которая обеспечивает в них уникальное сочетание технологических и служебных свойств. Механические свойства зависят от таких структурных параметров, как размер зерен, плотность дислокаций, тип границ зерен. Наиболее простым и эффективным способом получения материалов с ультрамелкозернистой структурой является термомеханическая обработка, основанная на сочетании больших пластических деформаций и отжигов. Варьируя режимы термомеханической обработки, можно получать структуры с различными параметрами в результате развития тех или иных рекристаллизационных процессов, что позволяет за счет микроструктурного дизайна управлять свойствами материалов в широких пределах. Такой подход к управлению структурой и механическими свойствами особенно актуален для сталей и сплавов, которые не испытывают фазовых превращений при операциях термической обработки, и. соответственно, различные структурные СОСТОЯНИЯ В НИХ могут быть ПО.ПЧСНЫ Ю.-1ЬКО за счет больших пластических деформаций и последующих отжигов. Один из шкич материалов - аустенитная коррозионностойкая сталь 10Х18Н8ДЗБР - является на сегодняшний день самой жаропрочной сталью типа 18-10 и используется в теплоэнергетике и химическом машиностроении. Применение в качестве метода больших пластических деформаций многократной ковки позволяет получать субмикрокристаллические структуры в большеразмерных заготовках как этой стали, так и других аустенитных сталей. Кроме того, в отличие от большинства других методов интенсивной пластической деформации применение многократной ковки позволяет получить данные о механическом поведении материала в процессе интенсивной пластической деформации, что дает возможность выполнить комплексный анализ закономерностей развития рекристаллизационных процессов при деформации и последующем отжиге.
В настоящее время влияние режимов термомеханической обработки на параметры субмикрокристаллической и нанокристаллической структур в нержавеющих сталях изучено относительно подробно. Однако природа рекристаллизационных процессов, которые ответственны за формирование такой структуры, на момент постановки данного исследования во многом оставалась неясной. Теоретические представления о механизмах формирования зерен размером менее 1 мкм как при деформации, так и при статическом отжиге, противоречивы. В рамках данной работы была предпринята попытка на основе
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материал исследования
Для проведения основных исследований была выбрана коррозионностойкая сталь аустенитного класса 10Х18Н8ДЗБР (американская маркировка БирегЗОЛН). Состояние поставки стали 10Х18Н8ДЗБР - горячая ковка при температуре 1160°С до истинной степени деформации 3.
Таблица 2Л - Химический состав стали 10Х18Н8ДЗБР
Содержание элементов, % вес.
Ее С Сг № Си м> Мп N В Бі
основа 0,08 18 8 3 0,5 0,95 0,12 0,005 0,
Рисунок 2Л - Микроструктура сплава 10Х18Н8ДЗБР в исходном крупнозернистом состоянии а) картина дифракции обратно-рассеянных электронов, черным цветом обозначены границы с углом разориентировки более 15 градусов, белом цветом границы от 2 до 15 градусов, б) распределение границ зерен по углам разориентировки
Данный материал перед исследованиями был подвергнут закалке: выдержан при температуре 1100°С в течение 30 минут с последующим охлаждением в воде. Средний размер зерен составляет 10 мкм, доля большеугловых границ в такой структуре составляет 0,97, из них доля специальных границ или границ двойникового типа 13 равна 0,55 (рис.
2.1.). Химический состав стали представлен в таблице 2 Л.