Влияние термомеханических обработок на формирование субмикрокристаллических структурных состояний и механические свойства метастабильной аустенитной стали

И.Ю. Литовченко1,2, С.А. Аккузин2, Н.А. Полехина1,2, А.Н. Тюменцев1,2
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический 2/4, 634055, Томск, Россия
2Национальный Исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина 36, 634050 Томск, Россия
Аннотация
Для формирования субмикрокристаллических структурных состояний в метастабильной аустенитной стали 08Х18Н10Т (типа AISI 321) использованы термомеханические обработки, включающие пластическую деформацию с последовательным повыше-нием температуры. Начальная деформация осуществлялась с охлаждением в жидком азоте (T = 77 K), последующая в интервале температур Т = 300 – 1173 K. В отличие от методов интенсивной пластической деформации, в процессе указанных обработок общая степень истинной деформации e < 1. Исследованы особенности структурных состояний и механические свойства стали на различных этапах термомеханических обработок. Показано, что низкотемпературная деформация способствует интенсивному (γ→α')-мартенситному превращению с формированием ≈ 54-60% α' мартенсита. В процессе последующей деформации при температурах 300 – 773 K объемное содержание α' мартенсита несколько возрастает и достигает ≈ 60-80%. При более высокой (873 – 973 K) температуре деформации происходит обратное (α'→γ)-мартенситное превращение с уменьшением содержания мартенсита до ≈ 11-45% и формированием субмикрокристаллической структуры “пакетного аустенита”. Деформация при T > 973 K способствует динамическому возврату и динамической рекристаллизации. Термомеханические обработки позволяют повысить предел текучести стали до ≈ 1300 МПа при минимальных значениях относительного удлинения Дополнительные отжиги после термомеханических обработок позволяют управлять соотношением фаз аустенит-мартенсит, размерами и дефектностью субмикрокристаллических фрагментов, а также прочностными и пластическими свойствами стали. Высокие прочностные свойства обусловлены субмикрокристаллической структурой, которая формируется в результате прямых и обратных γ → α' → γ мартенситных превращений.
Получена: 28 октября 2016   Принята: 13 декабря 2016
Просмотры: 60   Загрузки: 21
Ссылки
1.
M. Tikhonova, A. Belyakov and R. Kaibyshev, Materials Science and Engineering A 564 (2013) 413 – 422. doi:10.1016 / j.msea.2012.11.088.
2.
Z. J. Zheng, Y. Gao, J. W. Liu and M. Zhu, Materials Science and Engineering A 639 (2015) 615 – 625. doi:10.1016 / j.msea.2015.05.085.
3.
S. Rajasekhara, L. P. Karjalainen, A. Kyrolainen and P. J. Ferreira, Materials Science and Engineering A 527 (2010) 1986 – 1996. doi:10.1016 / j.msea.2009.11.037.
4.
M. Eskandari, A. Kermanpur and A. Najafizadeh, Materials Letters 63 (2009) 1442 – 1444. doi:10.1016 / j.matlet.2009.03.043.
5.
I. Yu. Litovchenko, S. A. Akkuzin, A. N. Tyumentsev and E. P. Naiden, AIP Conference Proceedings 1623 (2014) 343 – 346. doi:10.1063 / 1.4901490.
6.
I. Yu. Litovchenko, S. A. Akkuzin, N. A. Polekhina, A. N. Tyumentsev and E. P. Naiden, AIP Conference Proceedings 1683 (2015) 020123 – 1 – 020123 – 4. doi:10.1063 / 1.4932813.
7.
I. Yu. Litovchenko, S. A. Akkuzin, N. A. Polekhina, A. N. Tyumentsev and E. P. Naiden, Russian Physics Journal. 59(6) 782-787 (2016). doi:10.1007/s11182-016-0837-1.