Структурные и фазовые превращения, протекающие в областях локализации деформации стали 110Г13Л при динамических нагрузках

• Автор: Казанцева, Вера Васильевна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1 Высокомарганцовистая сталь 0ГЛ.

1.1 Современное представление о механизмах самоупрочнения

стали 0ГЛ

1.2 Диаграммы состояний сплавов на основе железа и марганца.

Влияние марганца на сталь 0ГЛ.

1.3 Кристаллическая структура Рмарганца

1.4 Структуры ФранкаКаспера

1.5 Особенности пластической деформации стали 0ГЛ.

1.6 Изменение структуры межзеренных границ в стали 0ГЛ

при пластической деформации в процессе эксплуатации деталей.
1.6.1 Современные представления о границах зерен.
1.6.2 Модели структуры границ зерен в стали 0ГЛ
1.6.3 Элементы теории сдвиговой трансформационной зоны.
1.6.4 СуперАррениусовская релаксация
1.7 Влияние механических нагрузок на магнитные свойства
аустенитных сталей
1.7.1 Основные типы магнитного упорядочения, характерные для сплавов
на основе железа.
1.7.2 Напряжения, возникающие в магнитных материалах при пластической деформации.
1.7.3 Влияние деформации на магнитную структуру стали 0ГЛ
1.7.4 Обменная анизотропия в аустенитных сталях
Выводы по 1 главе.
Глава 2 Образцы и методы исследования.
2.1 Образцы для исследования
2.2 Метод оптической микроскопии
2.3 Определения параметров микроструктуры.
2.4 Методы испытания механических характеристик.
2.5 Метод наименьших квадратов
2.6 Методы электронной микроскопии
2.7 Метод рентгеноструктурного анализа
2.7 Метод рентгеноспектрального флуоресцентного анализа.
2. Методы измерения магнитных характеристик.
Глава 3 Структура и магнитные свойства стали 0ГЛ.
3.1 Структура стали 0ГЛ
3.1.1 Металлографическое исследование структуры стали 0ГЛ.
3.1.2 Анализ фазового состава с помощью рентгеноструктурного анализа
3.1.3 Влияние лазерного воздействия на структуру стали 0ГЛ
3.1.4 Моделирование процессов, протекающих в областях
локализации деформации на тонкопленочных образцах стали 0ГЛ.
3.1.5 Анализ поверхности разрушения стали 0ГЛ после испытаний на ударную вязкость
Выводы по 3 главе.
Глава 4 Изменение магнитной структуры стали 0ГЛ в процессе ее эксплуатации
4.1 Изменение коэрцитивной силы в стали 0ГЛ под действием динамической нагрузки.
4.2 Изменение величины крутящего момента под действием магнитного
4.3 Измерение зависимости намагниченности от температуры.
4.4 Результаты Мссбауэровской спектроскопии.
4.5 Эффект магнитного последействия в стати 0ГЛ
Выводы но 4 главе.
Заключение
Список использованных источников


При больших значениях деформации в кристалле происходят значительные изменения структуры, связанные с образованием дислокаций и микропор. В условиях высокоскоростной деформации (е= - с'1) в связи с наличием градиента напряжения в объеме металлического образца может быть увеличение скорости массопереноса атомов [8]. При упругом сжатии металлов наблюдается значительное увеличение скорости диффузии. Коэффициент диффузии может достигать значений, характерных для предплавильных температур [9]. Существуют несколько механизмов возникновению вакансий, среди которых отметим миграцию в объем зерна с поверхности кристалла или с границы зерен [, , ], а также термическое или радиационное образование пар Френкеля. Это утверждение справедливо для всех типов деформации: одноосного растяжения-сжатия, чистого сдвига, а также объемной деформации. Несущественным оказывается и знак деформации. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при наличии в кристалле градиента деформации, вакансии будут предпочтительно располагаться в областях с более сильной деформацией решетки, независимо от знака деформации (растяжения или сжатия). Кроме вакансий в стали 0ГЛ при динамическом нагружении формируются в большом количестве полосы сдвиговой деформации. Появление таких полос приводит к локальным изменениям кристаллической структуры в зоне сдвиговой деформации и формированию новых фаз как результата механохимических процессов. Такие эффекты проиллюстрированы в работе []. Авторы [] наблюдали полосы сдвиговой деформации в образце аустенитной стали с составом РеМпзо8*Сг5 (рисунок 1. С помощью рентгеноструктурного анализа авторы [] установили, что в аустенитных сталях в полосах сдвиговой деформации образуется г-фаза, якобы, с гексагональной плотноупакованной решеткой (ГПУ) (рисунок 1. Однако, часть индексов на рентгенограмме не соответствует ГПУ-решетке. Рисунок 1. Основная трудность описания механизмов упрочнения связаны с формированием напряжения течения несколькими равнозначными механизмами. Напряжение течения это величина внешнего деформирующего напряжения, при которой деформация металла из упругой превращается в пластическую. Экспериментально установлено [], что скольжение отдельных дислокаций и их групп начинается до достижения предела текучести при напряжениях, составляющих 1/3-2/3 от предела текучести. На это указывает эффект Портевена - Ле-Шателье (ступенчатый характер кривой нагружения), обнаруженный в стали 0ГЛ, подвергнутой динамическому нагружению [5]. Теория, созданная Васильевым Л. С. [], адекватно описывает формирование напряжения течения в мезоскопических областях локализации деформации. Об особенностях строения мартенсита деформации достаточно подробно обсуждается в книге [3], по дифракционные картины, полученные от полос сдвиговой деформации, трактуются неоднозначно. Высокая упрочняемость стали 0ГЛ есть результат наклепа. Метод механического упрочнения - это наклепывание поверхностного слоя на глубину 0,2. Наклёп приводит к возникновению в поверхностном слое детали благоприятной системы остаточных напряжений, влияние которых, главным образом, и определяет высокий упрочняющий эффект поверхностной пластической деформации, выражающийся в повышении усталостной прочности, а иногда и износостойкости [, ]. Различают два вида наклёпа: фазовый и деформационный. Деформационный наклёп является результатом действия внешних деформационных сил. При фазовом наклёпе возникают фазовые превращения, в результате которых образуются новые фазы с отличными от исходных удельными объёмами. Мартенсит деформации является результатом таких превращений. Структура и свойства мартенсита деформации, как указывалось выше, до сих пор окончательно не определены. При равной степени деформации блоки мозаики в стали 0ГЛ дробятся в большей степени, чем в других сталях, в том числе и аустенитных. Чем обусловлены такие специфические свойства марганцовистого аустенита, точно не установлено. Высокая вязкость аустенита наряду с достаточной прочностью и износостойкостью делает сталь 0ГЛ незаменимым материалом для деталей, работающих на износ и удар одновременно.