Влияние температуры деформации на параметры структуры, фазовый состав и микротвердость монокристаллов стали Fe-28Mn-2.7Al-1.3C, подвергнутых кручению под высоким давлением

Е.В. Мельников, Е. Астафурова, Г.Г. Майер показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 19 января 2018; Исправлена: 18 февраля 2018; Принята: 02 марта 2018
Цитирование: Е.В. Мельников, Е. Астафурова, Г.Г. Майер. Влияние температуры деформации на параметры структуры, фазовый состав и микротвердость монокристаллов стали Fe-28Mn-2.7Al-1.3C, подвергнутых кручению под высоким давлением. Письма о материалах. 2018. Т.8. №2. С.178-183
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-2-178-183

Аннотация

С использованием метода рентгеновской дифракции изучали влияние холодного (при Т = 23 °С) и теплого (при Т = 200 и 400 ºC) кручения под высоким давлением (6 ГПа, N = 1, 3 и 5 полных оборотов) на параметры структуры и фазовый состав монокристаллов высокомарганцевой аустенитной стали Fe-28Mn-2.7Al-1.3С (мас. %). Независимо от температуры и числа оборотов, при кручении под давлением сталь сохраняет аустенитную структуру с высоким параметром решетки 3.638-3.653Å; в результате деформации микротвердость стали увеличивается, и ее величина и распределение по диаметру дисков существенным образом зависит от температуры кручения.Методом рентгеновской дифракции изучали влияние холодного (при Т=23°С) и теплого (при Т=200 и 400ºC) кручения под высоким давлением (6 ГПа, N=1, 3 и 5 полных оборотов) на параметры структуры и фазовый состав монокристаллов высокомарганцевой аустенитной стали Fe-28Mn-2,7Al-1,3С (вес. %). Кручение под давлением приводит формированию разориентированной аустенитной структуры с преимущественной ориентацией плоскостей {111} в плоскости наковален. Увеличение степени деформации (числа оборотов при кручении под давлением) способствует уменьшению размеров областей когерентного рассеяния и микродеформации кристаллической решетки и вызывает рост концентрации дефектов упаковки, рассчитанной на основе данных о смещении рентгеновских линий при деформации. Независимо от температуры и числа оборотов, при кручении под давлением сталь сохраняет аустенитную структуру с параметром решетки 3.638-3.653Å. Увеличение температуры деформации способствует снижению параметра кристаллической решетки аустенита, что свидетельствует о частичном обезуглероживании аустенита, но на рентгенограммах наблюдаются только линии аустенита. В результате деформации микротвердость стали увеличивается, и ее величина существенным образом зависит от температуры кручения. Самые высокие значения микротвердости, микродеформации кристаллической решетки и концентрации дефектов упаковки соответствуют деформации при Т=200ºC. При холодной деформации кручением под высоким давлением распределение микротвердости по диаметру диска является квазиоднородным и слабо изменяется с ростом числа оборотов. Увеличение температуры деформации ведет к неоднородному распределению микротвердости по диаметру диска – в центре значения ниже, чем на периферии.

Ссылки (18)

1. R. Z. Valiev, I. V. Alexandrov. Bulk nanostructured metallic materials. Moskow, IKZ «Akademkniga» (2007) 398 p. (in Russian) [Валиев Р. З., Александров И. В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура, свойства. Москва, ИКЦ «Академкнига» (2007) 398 с.].
2. N. I. Noskova, R. R. Mulyukov. Submicrocrystalline and nanocrystalline metals and alloys. Yekaterinburg, UrO RAN (2003) 279 p. (in Russian) [Н. И. Носкова, Р. Р. Мулюков. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Екатеринбург, УрО РАН (2003) 279 с.].
3. A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008). Crossref
4. E. G. Astafurova, M. S. Tukeeva, V. A. Moskvina, N. K. Galchenko, I. A. Bataev, V. A. Bataev. Letters on materials 4(4), 269-272 (2014). Crossref
5. E. G. Astafurova, M. S. Tukeeva, G. G. Zakharova, E. V. Melnikov, H. J. Maier. Mater. Char. 62, 588 (2011). Crossref
6. E. G. Astafurova, M. S. Tukeeva, G. G. Maier, E. V. Melnikov, H. J. Maier. Mater. Sci. Eng. A604, 166 (2014). Crossref
7. V. A. Shabashov, L. G. Korshunov, V. V. Sagaradze et al. Phys. Met. Metall. 114, 681 (2013). Crossref
8. S. Allain, J.-P. Chateau, O. Bouaziz, S. Migot, N. Guelton. Mater. Sci. Eng. A 387 - 389, 158 (2004). Crossref
9. A. V. Makarov, S. N. Luchko, V. A. Shabashov et. al. Phys. Met. Metallogr. 118(1), 55 (2017). (in Russian) [А. В. Макаров, С. Н. Лучко, В. А. Шабашов и др. ФММ. 118(1), 55 (2017).]. Crossref
10. F. Y. Dong, P. Zhang, J. C. Pang et al. Scripta Mater. 96, 5 (2014). Crossref
11. O. Bouaziz, S. Allain, C. P. Scott, D. Barbier. Current Opinion in Solid State and Mater. Sci. 15(4), 141 (2011). Crossref
12. B. H. Park, H. Y. Um, J. G. Kim, H. Y. Jeong et al. Met. Mater. Int. 22(6), 1003 (2016). Crossref
13. M. S. Matoso, R. B. Figueiredo, M. Kawasaki, D. B. Santos, T. G. Langdon. Scripta Mater. 67, 649 (2012). Crossref
14. S. S. Gorelic, Yu. A. Skakov, L. N. Rastorguev. X-ray diffraction and electron-optical analysis. Moscow, MISIS (2002) 360 p. (in Russian) [Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Москва, МИСИС (2002) 431 c.].
15. A. Taylor.X-ray metallography. Moscow, Metallurgy (1965) 663 p. [Тейлор А. Рентгеновская металлография. Москва, Металлургия (1965) 663 с.].
16. S.-J. Lee, Y.-K. Lee. Scripta Mater. 52(10), 973 (2005). Crossref
17. X. H. An, Q. Y. Lin, G. Sha, M. X. Huang, S. P. Ringer, Y. T. Zhu, X. Z. Liao. Acta Mater. 109(1), 300 (2016). Crossref
18. J. W. Christian, S. Mahajan. Progr. in Mater. Sci. 39(1-2), 1 (1995). Crossref

Цитирования (1)

1.
N. E. Fomin, I. Kh. Khasan, V. M. Kyashkin. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tehničeskogo universiteta. 19(2), 138 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему

Влияние ультразвуковой обработки на микроструктуру и микротвердость ультрамелкозернистого никеля, полученного методом кручения под высоким давлением
А.А. Мухаметгалина, А.А. Самигуллина, С.Н. Сергеев, А.П. Жиляев, А.А. Назаров, Ю.Р. Загидуллина, Н.Ю. Пархимович, В.В. Рубаник, Ю.В. Царенко