Аномальное влияние скорости деформации на динамическую рекристаллизацию аустенита в борсодержащей среднеуглеродистой стали

Получена 08 декабря 2021; Принята 25 января 2022;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Т.В. Князюк, А.А. Зисман. Аномальное влияние скорости деформации на динамическую рекристаллизацию аустенита в борсодержащей среднеуглеродистой стали. Письма о материалах. 2022. Т.12. №1. С.71-75
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2022-1-71-75

Аннотация

Информативный рисунок показывает аномальную зависимость пиковой деформации от скорости деформации в интервале 1-100 с-1. Приведенные структуры согласуется с особенностями диаграмм нагружения.Согласно многочисленным литературным данным, подтвержденным дополнительными экспериментами на различных сталях, с ростом скорости деформирования при высоких температурах увеличивается пороговая деформация, при которой начинается динамическая рекристаллизация аустенита. В то же время, как показано в данном исследовании, микролегирование среднеуглеродистой стали бором приводит к противоположной зависимости в диапазоне скоростей от 1 до 100 с−1. Соответствующие особенности диаграмм деформирования согласуются с исходными структурами аустенита, выявленными с помощью химического травления. Специфический эффект растворенного в стали бора обсуждается с учетом его сегрегаций на границах зерен, где формируются зародыши рекристаллизации. Такие сегрегации препятствуют атомным перестроениям, обеспечивающим миграционную подвижность этих границ, замедляя их выгибание на локальных участках, с которыми связано зарождение рекристаллизации. Напоминая известный эффект «зуба текучести», сильное деформационное упрочнение стали с бором позволяет границам освободиться от сегрегаций и начать рекристаллизацию при относительно малых степенях деформации. Согласно полученным результатам, высокая скорость деформации сама по себе не вызывает рассматриваемую аномалию; ее необходимым условием также является легирование стали бором. Выявленные закономерности обладают практической значимостью по следующим очевидным причинам. Во-первых, быстрая динамическая рекристаллизация улучшает пластичность высокопрочных сталей при горячей деформации с предельно высокими скоростями как, например, при ковке на молотах. Во-вторых, подобная обработка существенно измельчает зерна аустенита и, соответственно, предопределяет благоприятную превращенную структуру и высокий уровень финальных механических свойств стали после закалки.

Ссылки (27)

1. H.-R. Lin, G.-H. Cheng. Mater. Sci. Technol. 2, 855 (1987). Crossref
2. A. Terzic, M. Calcagnotto, S. Guk, T. Schulz, R. Kawalla. Mater. Sci. Eng. A. 584, 32 (2013). Crossref
3. J. Hannula, J. Kömi, D. A. Porter. Metall. Mater. Trans. 48, 5344 (2017). Crossref
4. B. Białobrzeska. Metals. 11, 589 (2021). Crossref
5. W. Elghazaly, R. Rashad, S. Elmohr, S. Elghazaly. Adv. in Mater. Sci. and Eng. 2016, 1203756 (2016). Crossref
6. L. Karlsson, H. Nordén. J. Physique. 47, 257 (1986). Crossref
7. L. Karlsson, H. Nordén, H. Odelius. Acta Metall. 36, 1 (1988). Crossref
8. G. Da Rosa, P. Maugis, A. Portavoce, J. Drillet, N. Valle, E. Lentzen, K. Hoummada. Acta Mater. 182, 226 (2020). Crossref
9. T. Osanai, N. Sekido, M. Yonemura, K. Maruyama, M. Takeuchi, K. Yoshimi. Mater. Char. 177, 111192 (2021). Crossref
10. G. Dou, R. Cao, C. Cai, C. Han, X. Guo, Y. Jiang, J. Chen. Materials. 14, 926 (2021). Crossref
11. K. Luitjohan, M. Krane, D. Johnson. ISIJ International. 60, 92 (2020). Crossref
12. A. Ahmadian, D. Scheiber, X. Zhou, B. Gault, C. H. Liebscher, L. Romaner, G. Dehm. Nat. Comm. 12, 6008 (2021). Crossref
13. T. Song, B. C. De Cooman. Metal. Mater. Trans. A. 44, 1686 (2013). Crossref
14. M. Jahazi, J. J. Jonas. Mater. Sci. Eng. A. 335, 49 (2002). Crossref
15. Y. Pei, X. Qu, Q. Ge, T. Wang. Materials. 14, 7110 (2021). Crossref
16. A. Gramlich, H. Schäfers, U. Krupp. Materials. 13, 5178 (2020). Crossref
17. Y. Zheng, F. Wang, C. Li, Z. Yang, Y. He. Mater. and Proc. 38, 380 (2019). Crossref
18. K. Ushioda. Science and Technology of Advanced Mater. 21, 29 (2020). Crossref
19. A. A. Zisman, N. G. Kolbasnikov, A. A. Vasilyev, D. F. Sokolov, S. F. Sokolov. Mater. Phys. Mech. 42, 609 (2019). Crossref
20. S. H. Song, A. M. Guo, D. D. Shen, Z. X. Yuan, J. Liu, T. D. Xu. Mater. Sci. Eng. A. 360, 96 (2003). Crossref
21. I. Mejía, G. Altamirano, A. Bedolla-Jacuinde, J. M. Cabrera, Mater. Sci. Eng. A. 610, 116 (2014). Crossref
22. T. V. Knyazyuk, A. A. Zisman, N. S. Novoskol’tsev, E. I. Khlusova. Phys. Met. Metallogr. 121, 543 (2020). Crossref
23. F. J. Humphreys, M. Hatherly. Recrystallization and related annealing phenomena. Amsterdam, Elsevier (2004) 574 p. Crossref
24. A. I. Fernandez, P. Uranga, B. Lopez, J. M. Rodriguez-Ibabe. Mater. Sci. Eng. A. 361, 367 (2003). Crossref
25. S. F. Medina, C. A. Hernandez. Acta Mater. 44, 137 (1996). Crossref
26. E. L. Brown, A. J. Deardo. Metall. Trans. A. 12, 39 (1981). Crossref
27. A. O. Benscoter, M. J. Perricone. Microsc. Microanal. 11, 76 (2005). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Министерство науки и высшего образования - соглашение № 13.ЦКП.21.0014 (075-11-2021-068). Уникальный идентификационный номер - RF----2296.61321X0014.