Изменение структуры и свойств в алюминий содержащих метастабильных аустенитных сталях при деформации
Аннотация
Ранее проведенными исследованиями было показано, что разработанные на кафедре металловедения УрФУ практически безуглеродистые коррозионностойкие стали на Fe-Cr-Ni аустенитного класса c дополнительным легированием кобальтом, молибденом, титаном и алюминием являются перспективным материалом для изготовления пружин и упругих элементов тонких и тончайших сечений, что является актуальной задачей в связи минитюризацией изделий в промышленности и приборостроении. Такая база легирования является одной из предпосылок высокой пластичности всех исследуемых сталей в закаленном состоянии. Поэтому использование чрезвычайно высоких степеней холодной пластической деформации волочением (е ≥ 4-5) при производстве высокопрочной проволоки тонких и тончайших сечений является вполне уместным и оправданным и не приводит к существенному падению пластичности. Одним из основных факторов, определяющим высокую пластичность деформированных со столь высокими степенями обжатия сталей является наличие деформационно-метастабильного аустенита и сильно выраженный трип-эффект, который имеет место в этих сталях. Всё вышеперечисленное позволило сократить число промежуточных смягчающих термообработок (закалок) при производстве проволоки тонких сечений и, тем самым, снизить себестоимость продукции при получении высокопрочной проволоки тонких сечений и получить в структуре субмикрокристаллическое состояние, состоящее практически более чем на 90% из ОЦК-фазы (мартенсита деформации). Дополнительный существенный прирост прочностных свойств достигается вследствие наличия большого количества мартенсита деформации на стадии последеформационного старения. При этом субмикрокристаллическая структура сохраняется.
Значительный научный интерес к конструкционным объемным ультрамелкозернистым (УМЗ) материалам обусловлен тем, что их механические, физические и функциональные свойства существенно отличаются от свойств крупнозернистых материалов. Эффективным путем получения УМЗ материалов является использование методов интенсивной пластической деформации (ИПД). Среди методов интенсивной пластической деформации широко используются равноканальное угловое прессование, кручение под гидростатическим давлением, мультиосевая деформация, винтовая экструзия, интенсивная деформация прокаткой и волочением для изделий тонких сечений и др.
Однако при производстве высокопрочной проволоки больших и средних сечений использование высоких суммарных степеней обжатия не целесообразно, т.к. диаметр исходной горячекатаной заготовки имеет свои ограничения (8,0 мм или 6,0мм), а использование холодной пластической деформации приводит к уменьшению сечения проволоки. Поэтому для производства высокопрочной проволоки больших и средних сечений а данной работе была предложена комбинированная деформационная обработка, сочетающая в себе равноканальное угловое прессованием (РКУП), позволяющее упрочнять металл без изменения поперечного сечения заготовки за счет высокой интенсивности деформации сдвига с последующим формоизменением (вальцовкой или волочением) до нужного типоразмера при температуре ниже температуры рекристаллизации обрабатываемого металла. Изучение эволюции структуры, а также физико-механических свойств образцов из исследуемых сталей аустенитного класса типа 03Х14Н11К5М2ЮТ и 03Х14Н111КМЮТ при интенсивной пластической деформации методом РКУ-прессования, а также при последующем формоизменении вальцовкой и/или волочением до нужного типоразмера высокопрочной проволоки, предназначенной для изготовления пружин и упругих элементов крупного и среднего сечения являлось задачей данного исследования.
Значительный научный интерес к конструкционным объемным ультрамелкозернистым (УМЗ) материалам обусловлен тем, что их механические, физические и функциональные свойства существенно отличаются от свойств крупнозернистых материалов. Эффективным путем получения УМЗ материалов является использование методов интенсивной пластической деформации (ИПД). Среди методов интенсивной пластической деформации широко используются равноканальное угловое прессование, кручение под гидростатическим давлением, мультиосевая деформация, винтовая экструзия, интенсивная деформация прокаткой и волочением для изделий тонких сечений и др.
Однако при производстве высокопрочной проволоки больших и средних сечений использование высоких суммарных степеней обжатия не целесообразно, т.к. диаметр исходной горячекатаной заготовки имеет свои ограничения (8,0 мм или 6,0мм), а использование холодной пластической деформации приводит к уменьшению сечения проволоки. Поэтому для производства высокопрочной проволоки больших и средних сечений а данной работе была предложена комбинированная деформационная обработка, сочетающая в себе равноканальное угловое прессованием (РКУП), позволяющее упрочнять металл без изменения поперечного сечения заготовки за счет высокой интенсивности деформации сдвига с последующим формоизменением (вальцовкой или волочением) до нужного типоразмера при температуре ниже температуры рекристаллизации обрабатываемого металла. Изучение эволюции структуры, а также физико-механических свойств образцов из исследуемых сталей аустенитного класса типа 03Х14Н11К5М2ЮТ и 03Х14Н111КМЮТ при интенсивной пластической деформации методом РКУ-прессования, а также при последующем формоизменении вальцовкой и/или волочением до нужного типоразмера высокопрочной проволоки, предназначенной для изготовления пружин и упругих элементов крупного и среднего сечения являлось задачей данного исследования.