Эволюция структурно-фазового состояния и микротвёрдости поверхности нержавеющей стали 12Х18Н10Т в условиях ультразвуковой ударной обработки в различных средах
М. А. Васильев1, Б. Н. Мордюк1, С. И. Сидоренко2, С. М. Волошко2, А. П. Бурмак2, Н. В. Франчик2
1Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
2Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
Получена: 24.06.2017. Скачать: PDF
Исследована микротвёрдость HV и структурно-фазовое состояние аустенитной стали 12Х18Н10Т после интенсивной пластической деформации с помощью ультразвуковой ударной обработки (УЗУО) в течение разного времени и в разных средах (температурах), а именно, на воздухе, в газе аргоне и в жидком азоте. Показано, что эволюция микротвёрдости поверхности со временем (степенью деформации поверхностного слоя) имеет циклический характер (упрочнение/разупрочнение) в условиях УЗУО на воздухе, параболический — при обработке в газе аргоне и сигмоидальный — в условиях криогенной УЗУО (в жидком азоте). Особенностью микроструктуры стали после УЗУО на воздухе и в аргоне является формирование нетипичных ячеистых структур с размером ячеек в 200–700 нм, что обеспечивает величину HV≅ 4 ГПа. Максимальные значения микротвёрдости поверхности стали 12Х18Н10Т (HV = 5–5,66 ГПа) получены после криогенной УЗУО, что обусловлено формированием максимальной из исследованных случаев объёмной долей αʹ-мартенсита (≅ 53%), наноразмерами зёрен αʹ-мартенсита (24 нм) и аустенита (45 нм) и наличием нанодвойников (60–120 нм). Кроме низкой энергии дефектов упаковки (≅ 30 МДж/м2), это обусловлено и использованными условиями УЗУО (высокая скорость деформации (≅ 103) и криогенные температуры (77 К)), которые определяют параметр Зенера–Холомона lnZ = 26 — иной по сравнению с УЗУО на воздухе и в аргоне при комнатной температуре (15 и 17 соответственно).
Ключевые слова: нержавеющая сталь, мартенсит, двойники, наноструктура, ультразвуковая ударная обработка, жидкий азот.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0905.html
PACS: 43.35.+d, 61.72.Ff, 62.20.Qp, 81.20.Hy, 81.40.Ef, 81.65.-b, 83.10.Tv