О проявлении обратимой деформации при ударно-волновом нагружении азотистой Сr-Mn-Ni аустенитной стали

В.В. Сагарадзе, Н.В. Катаева ORCID logo , И.Г. Кабанова, С.В. Афанасьев, А.В. Павленко показать трудоустройства и электронную почту
Получена 05 августа 2021; Принята 07 октября 2021;
Цитирование: В.В. Сагарадзе, Н.В. Катаева, И.Г. Кабанова, С.В. Афанасьев, А.В. Павленко. О проявлении обратимой деформации при ударно-волновом нагружении азотистой Сr-Mn-Ni аустенитной стали. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.403-408
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-403-408

Аннотация

При ударно-волновом нагружении со скоростью 471 м/с при 20 °С наблюдается фазовый наклеп аустенита в результате циклического γ → ε → γ превращения, проявляющийся в виде повышенной плотности дислокаций (2 × 1010 см-2) на месте бывших кристаллов ε-мартенсита.Исследованы особенности структурно-фазовых превращений в процессе холодной прокатки и ударно-волнового нагружения при (−129…20°С) в аустенитной азотсодержащей стали 0.4N-20Сr-6Ni-11Mn-2Mo-V-Nb. Показана возможность образования ε-мартенсита с меньшей плотностью, чем исходная γ-фаза преимущественно при высоких скоростях ударного нагружения (448 и 471 м / с). Холодная прокатка при 20°С не вызывает мартенситного превращения γ → ε. Небольшое количество мартенситных α и ε фаз (менее 5 %) формируется в процессе прокатки только при криогенной температуре — 196°С. В процессе ударно-волнового воздействия при −129°С со скоростью 448 м / с образуются и сохраняются пластины ε-мартенсита. Между кристаллами γ и ε фаз выполняется мартенситное ориентационное соотношение (111)γ || (0001)ε, [101−]γ || [112−0]ε. Сформировавшаяся при низкотемпературном (−129°С) взрывном нагружении мартенситная ε-фаза сохраняется в структуре, так как наблюдаемый деформационный разогрев металла не превышает интервал температур обратного мартенситного превращения ε → γ (200 – 300°С). Ударно-волновое нагружение стали при 20°С со скоростью 471 м / с приводит не только к образованию ε-фазы, но и вызывает обратное превращение ε → γ в тех участках, которые нагреваются до 250 – 300°С. Ударно-волновое нагружение со скоростью 471 м / с при 20°С способствует развитию циклического γ → ε → γ превращения, которое может быть причиной фазового наклепа аустенита и проявления эффекта памяти формы. На месте кристаллов ε-мартенсита формируются полосчатые скопления дислокаций с плотностью 8 ×1010 см−2, по форме соответствующие местоположению превратившихся мартенситных пластин. В настоящей работе высокая плотность дислокаций в фазонаклепанном аустените связана с наследованием аустенитом дислокационной структуры от сильно деформированной ε-фазы.

Ссылки (22)

1. V. V. Sagaradze, E. V. Belozerov, M. L. Mukhin, Yu. R. Zainutdinov, N. L. Pecherkina, V. A. Zavalishin. Phys. Metals Metallog. 101, 5 (2006). Crossref
2. V. V. Sagaradze, M. L. Mukhin, E. V. Belozerov, Yu. R. Zainutdinov, N. L. Pecherkina, Yu. I. Filippov. Materials Science and Engineering A. 481 - 482, 742 (2008). Crossref
3. V. V. Sagaradze, S. V. Afanas’ev, N. V. Kataeva. Phys. Metals Metallog. 119, 8 (2018). (in Russian) [В. В. Сагарадзе, С. В. Афанасьев, Н. В. Катаева. ФММ. 119, 8 (2018).]. Crossref
4. V. V. Sagaradze, Ye. V. Belozerov, N. L. Pecherkina, M. L. Mukhin, Yu. R. Zaynutdinov. Materials Science and Engineering A. 438 - 440, 812 (2006). Crossref
5. V. V. Sagaradze, A. I. Uvarov. Hardening and properties of austenitic steels. Yekaterinburg, RIO UrO RAS (2013) 720 p. (in Russian) [В. В. Сагарадзе, А. И. Уваров. Упрочнение и свойства аустенитных сталей. Екатеринбург, РИО УрО РАН (2013) 720 с.].
6. V. V. Sagaradze, S. V. Afanas’ev High-Strength Precipitation-Hardening Austenitic Steels with Shape Memory Effect. In: Shape memory alloys: properties, technologies, opportunities (ed. by N. Resnina, V. Rubanik). Trans Tech Publications Ltd. Pfaffikon, Switzerland (2015) part 4, pp. 575 – 599. Crossref
7. A. Baruj, T. Kikuchi, S. Kadjivara, N. Shinya. J. Phys. IV France. 112, 373 (2003). Crossref
8. Z. Z. Dong, S. Kajiwara, T. Kikuchi, T. Sawaguchi. Acta Materialia. 53 (15), 4009 (2005). Crossref
9. V. G. Gavriljuk, V. V. Bliznuk, V. D. Shanina, S. P. Kolesnik. Materials Science and Engineering A. 406, 1 (2005). Crossref
10. V. V. Sagaradze, V. I. Voronin, Yu. I. Filippov, V. A. Kazantsev, M. L. Mukhin, E. V. Belozerov, N. L. Pecherkina, N. V. Kataeva, A. G. Popov. Phys. Metals Metallogr. 106, 6 (2008). Crossref
11. D. Kim, C. Park, J. Lee, K. Hong, Y. Park, W. Lee. Engineering Structures. 239, 15 (2021). Crossref
12. S. Choi, E. Choi, W. J. Kim. Materials Characterization. 175, 111097 (2021). Crossref
13. J. S. T. van Aswegen, R. W. K. Honeycombe. Acta Metallurgica. 10, 3 (1962). Crossref
14. I. V. Gorynin, V. A. Malyshevsky, G. Yu. Kalinin, S. Yu. Mushnikova, O. A. Bannykh, V. M. Blinov, M. V. Kostina. Questions of Materials Science. 3, 59 (2009). (in Russian) [И. В. Горынин, В. А. Малышевский, Г. Ю. Калинин, С. Ю. Мушникова, О. А. Банных, В. М. Блинов, М. В. Костина. Вопросы материаловедения. 3, 59 (2009).].
15. O. A. Bannykh. Мetal Science and Heat Treatment of Metals. 7, 601 (2005). (in Russian) [Банных О.А. МиТОМ. 7, 601 (2005).].
16. S. Y. Mushnikova, S. K. Kostin, V. V. Sagaradze, N. V. Kataeva. Phys. Metals Metallogr. 118, 11 (2017). (in Russian) [C. Ю. Мушникова, С. К. Костин, В. В. Сагарадзе, Н. В. Катаева. ФММ. 118, 11 (2017).]. Crossref
17. V. V. Sagaradze, N. V. Kataeva, S. Yu. Mushnikova, G. Yu. Kalinin, O. A. Kharkov, S. K. Kostin, O. N. Parmenova. Questions of Materials Science. 3, 83 (2015).] (in Russian) [В. В. Сагарадзе, Н. В. Катаева, С. Ю. Мушникова, Г. Ю. Калинин, О. А. Харьков, С. К. Костин, О. Н. Парменова. Вопросы материаловедения. 3, 83 (2015).].
18. V. A. Zavalishin, V. V. Sagaradze, N. V. Kataeva, G. Yu. Kalinin, S. Yu. Mushnikova. Questions of Materials Science. 3, 67 (2011). (in Russian) [В. А. Завалишин, В. В. Сагарадзе, Н. В. Катаева, Г. Ю. Калинин, С. Ю. Мушникова. Вопросы материаловедения. 3, 67 (2011).].
19. V. V. Sagaradze, N. V. Kataeva, I. G. Kabanova, S. V. Afanasev, A. V. Pavlenko. Phys. Metals Metallogr. 121, 7 (2020). (in Russian) [В. В. Сагарадзе, Н. В. Катаева, И. Г. Кабанова, С. В. Афанасьев, А. П. Павленко. ФММ. 121, 7 (2020).]. Crossref
20. B. F. Wang, Z. L. Liu, X. Y. Wang, Z. Z. Li. Materials Science and Engineering A. 610, 29 (2014). Crossref
21. Q. Xue, J. F. Bingert, B. L. Henrie, G. T. Gray III. Materials Science and Engineering A. 473, 279 (2008). Crossref
22. M. A. Meyers, Y. B. Xu, Q. Xue, M. T. Perez-Prado, T. R. McNelley. Acta Materialia. 51, 1307 (2003). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Работа выполнена в рамках государственного задания МИНОБРНАУКИ России - тема "Структура" № АААА-А18-118020190116-6