Формування нанорозмірної полігонізаційної субструктури та її вплив на фізико-механічні властивості металів, стопів і напорошених покриттів
О. М. Дубовий, А. А. Карпеченко, М. М. Бобров, О. О. Жданов, Т. О. Макруха, Ю. Є. Неделько
Національний університет кораблебудування імені Адмірала Макарова, просп. Героїв Сталінграду, 9, 54025 Миколаїв, Україна
Отримано: 19.08.2016. Завантажити: PDF
У статті подано огляд наукових робіт по наноструктуруванню виробів методами інтенсивної пластичної деформації (ІПД). Проведено аналізу застосування способів механотермічного та термомеханічного формування полігонізаційної субструктури у металах. Показано перспективи та недоліки сучасного формування здрібненої та нанорозмірної субструктур. Доведено, що можливості такого формування субструктури використовуються далеко не повністю через процеси динамічної та збиральної полігонізації, що мають місце при порівняно тривалому часі витримки за високої температури. Наноструктурування деталів великого розміру методами ІПД викликає значні технічні й технологічні труднощі та не є економічно доцільним. Основну частину цих метод не доведено до практичного застосування. Наведено результати попередніх досліджень, які відкривають перспективу щодо подальших досліджень та застосування способу формування здрібненої полігонізаційної субструктури шляхом передрекристалізаційного термічного оброблення металів, стопів та напорошених покриттів. Дослідження проводили на технічно чистих металах (Fe, Ni, Cu, Al, Ag), що уможливило з’ясувати вплив температури, часу витримки та ступеня попередньої пластичної деформації, а також типу кристалічної ґратниці на процеси їх зміцнення передрекристалізаційним термічним обробленням. З метою виявлення закономірностей впливу кількости вуглецю та леґувальних елементів на процеси зміцнення передрекристалізаційним термічним обробленням сталей дослідження виконували на вуглецевих (20, 40, 45, У8) та леґованих (40Х, 12Х13, 20Х13, 40Х13, 18Х2Н4МА, 12Х18Н10Т, ПХ18Н15, ПРХ18Н9, ЕП533-ІД, Св-08Г2С) сталях, а також на стопах Ni80Cr20, БрАМц 9-2, Д16. Досліджували вплив метод ІПД на розмір областей когерентного розсіяння Рентґенових променів і твердість на прикладі всебічного пресування та традиційного деформування стисканням з наступним передрекристалізаційним термічним обробленням, яке забезпечує максимальну твердість матеріялу. За результатами рентґеноструктурної аналізи й електронної мікроскопії встановлено, що передрекристалізаційне термічне оброблення пластично деформованих металів і сталей за режимами, що забезпечують найбільш високі показники фізико-механічних властивостей, викликає подрібнення субструктури та уможливлює формувати в структурі деформованих стисканням більше ніж на 60% металів і сталей нанорозмірні елементи, кількість яких може сягати 25% від загальної кількости структурних складових. Показано перспективу подальшого розвитку технології передрекристалізаційного термічного оброблення металів і стопів та напорошених покриттів з метою підвищення стійкости здрібненої полігонізаційної субструктури при підвищені температури та часу витримки шляхом блокування росту субзерен за рахунок процесів штучного старіння або формування стійких дислокаційних сплетінь, що уможливить розширити промислове застосування передрекристалізаційного термічного оброблення.
Ключові слова: передрекристалізаційне термічне оброблення, нанорозмірна субструктура, фізико-механічні властивості металів, стопів і напорошених покриттів.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v39/i02/0209.html
PACS: 81.05.Bx, 81.07.Bc, 81.10.Jt, 81.15.Rs, 81.20.Hy, 81.40.Ef, 83.50.Uv