ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ НАНОСТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПІД ЧАС ПЕРЕДРЕКРИСТАЛІЗАЦІЙНОГО ТЕРМІЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ

Автор(и)

  • О. М. Дубовий Національний університет кораблебудування ім. адм. Макарова, Миколаїв
  • М. М. Бобров Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв
  • Т. О. Макруха Економіко-технологічний інститут імені Роберта Ельворті, м. Кропивницький

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-171-6-57-64

Ключові слова:

передрекристалізаційне термічне оброблення, субструктура, полігонізація, наномасштабні елементи

Анотація

Методами рентгеноструктурного аналізу та електронної мікроскопії досліджено особливості формування наноструктурних елементів під час передрекристалізаційного термічного оброблення. Показано, що статичне деформування на 60…80 % і подальша короткочасна витримка (1…2 хв) під час передрекристалізаційного термічного оброблення дозволяють формувати наноструктурні елементи у технічно чистому залізі, кольорових сплавах і сталях. На прикладі технічно чистого заліза встановлено, що таке оброблення забезпечує зниження щільності дислокацій за рахунок впорядкування дислокаційної структури шляхом утворенням сіток з малокутовими межами, що рівномірно розподіляються по площі зерен. При цьому середній розмір зон когерентного розсіювання після передрекристалізаційного термічного оброблення різко зменшується порівняно з деформованим станом, що свідчить про здрібнення субструктури до субмікроскопічних (наномасштабних) розмірів. Досліджено особливості формування субзеренної структури у сталях 20, У8 та 20Х13. Показано, що підвищення кількості вуглецю та хрому зменшує приріст твердості після передрекристалізаційного термічного оброблення, що пов’язано з формуванням карбідів, які накопичуються на межах субзерен, блокують дислокації у разі пластичної деформації і на початковій стадії полігонізації. Відмічена низька термічна стійкість (декілька хвилин) сформованої здрібненої субструктури, що унеможливлює використання цього способу підвищення властивостей для габаритних деталей. Доведено, що комбіноване деформування (30 % динамічної + 30 % статичної деформації) забезпечують термічну стабільність полігонізаційної субструктури до 60 хв і формують від 12 до 62 % наномасштабних елементів у технічно чистому залізі, вуглецевих та легованих сталях. Витримка у 60 хв дещо підвищує розмір та знижує кількість нанорозмірних субзерен, що пояснюється збільшенням кутів розорієнтування через початок процесів динамічної рекристалізації, проте цього достатньо для забезпечення високої твердості.

Біографії авторів

О. М. Дубовий, Національний університет кораблебудування ім. адм. Макарова, Миколаїв

 д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри матеріалознавства і технології металів

М. М. Бобров, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв

канд. техн. наук, доцент кафедри матеріалознавства і технології металів

Т. О. Макруха, Економіко-технологічний інститут імені Роберта Ельворті, м. Кропивницький

канд. техн. наук, доцент кафедри прикладної механіки

Посилання

О. М. Дубовий, Т. А. Янковець, Н. Ю. Лебедєва, Ю. О. Казимиренко, О. О. Жданов, і М. М. Бобров, «Спосіб деформаційно-термічної обробки металів та сплавів,» Патент України, МПК С21D 8/00 C22F 1/00, № 95378, 25.07.2011.

О. М. Дубовий, Т. А. Янковець, і А. А. Карпеченко, «Спосіб нанесення покриття,» Патент України, МПК С23 С4/18, № 88755, 27.07.2009.

О. М. Дубовий, Н. Ю. Лебедєва, і Т. А. Янковець, «Вплив предрекристалізаційної термічної обробки на фізико-механічні властивості напилених покриттів та деформованих металів і сплавів,» Металознавство та обробка металів, № 3, с. 7-10, 2010.

О. О. Жданов, «Закономірності впливу передрекристалізаційної термічної обробки на фізико-механічні властивості деформованих сталей.» автореф. дис. канд. техн. наук: 05.02.01. Херсон, 2015, 28 с.

A. N. Dubovoy, T. O. Makruha, and O. V. Chechel, “The increasing of the thermal stability of the crushed substructure of steels,” Shipbuilding & Marine Infrastructure, № 2 (10), pp. 178-187, 2018.

О. М. Дубовий, і Т. О. Макруха, «Вплив виду комбінованого деформування на полігонізаційну субструктуру заліза та сталі У8,» зб. наук. пр. Національний університет кораблебудування, № 3-4 (474), с. 66-74, 2018.

О. М. Дубовий, і Т. О. Макруха, «Спосіб механотермічної обробки металів і сплавів,» Патент України, МПК C22F 1/00, C21D 8/00, № 117824, 10.07.2017.

Т. О. Макруха, і О. М. Дубовий, «Сучасний стан та перспективи розвитку наноструктурування деформованих металів і сплавів та напилених покриттів,» Технічні науки та технології, № 4 (30), с. 58-70, 2022.

Р. З. Валиев, «Новые исследования парадокса прочности и пластичности в наноматериалах,» Вестник СПбГУ. Математика. Механика. Астрономия, т. 7 (65), № 1, с. 112-113, 2020.

О. М. Дубовий, С. Г. Кулік, О. О. Жданов, М. М. Бобров, і О. І. Мирко, «Вплив деформації та легувальних елементів на твердість сталей і напилених покриттів після предрекристалізаційної термічної обробки,» зб. наук. пр. Національний університет кораблебудування, № 2, с. 36-44, 2011.

О. М. Дубовий, О. О. Жданов, і О. В. Горбань, «Можливості стабілізації полігонізаційної субструктури сплаву Д16,» Металознавство та обробка металів, № 2 (70), с. 34-39, 2014.

О. М. Дубовий, А. В. Бондаренко, О. О. Жданов, О. В. Жижко, М. М. Бобров, і Т. С. Галкіна, «Вплив передрекристалізаційної термічної обробки на субструктуру і твердість деформованих кольорових металів і сплавів та напилених покриттів,» зб. наук. пр. Національний університет кораблебудування, № 2 (443), с. 47-53, 2012.

Т. О. Макруха, «Підвищення фізико-механічних властивостей сталей формування полігонізаційних наномасштабних субзерен.» автореф. дис. канд. техн. наук: 05.02.01. Херсон, 2020, 30 с.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 63

Опубліковано

2023-12-27

Як цитувати

[1]
О. М. Дубовий, М. М. Бобров, і Т. О. Макруха, «ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ НАНОСТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПІД ЧАС ПЕРЕДРЕКРИСТАЛІЗАЦІЙНОГО ТЕРМІЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ», Вісник ВПІ, вип. 6, с. 57–64, Груд. 2023.

Номер

Розділ

Машинобудування і транспорт

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.