Нанотехнологии в металлургии
жүктеу/скачать 0.95 Mb.
|
| а - в исходно-нормализованном состоянии; б - после ИПД кручением при комнатной
температуре (Р= 6 ГГ1а. е = 7) Рисунок 4.2 - Структура стали У12 Установлено, что в результате многопроходной пакетной прокатки при /= 600°С в ультранизкоуглеродистой стали 001 ЮТ, использующейся в автомобилестроении, формируется частично субмикрокристаллическая, частично субзерснная структура с размером структурных элементов 0,5—1 мкм. При теплой многопроходной пакетной прокатке в листовом прокате ультранизкоуглеродистой стали 001 ЮТ (типа IF) формируется субмикрокристаплическая и субзеренная структура с размером структурных элементов 0,5—I мкм. Рисунок 4.3 - Микроструктура композита А16061+ + 10 %AhOj. после деформации кручением Полученный прокат имеет очень высокие прочностные характеристики, однако удлинение полученных пакетов уменьшилось с 20 до 4-6 %. С увеличением степени деформации при 600°С предел текучести возрастает и при е = 1,4 становится примерно в —3,6 раза выше, чем в исходном отожженном состоянии. При этом временное сопротивление разрыву возрастает примерно в 1,7 раза в результате прокатки трехслойного пакета и примерно в 2 раза в шестислойном пакете по сравнению с исходным недеформированным состоянием. Коэффициент нормальной пластической анизотропии снижается при этом незначительно (на -19 % при 1-проходной деформации и на -26 % — при 2-проходной деформации). Как следует из результатов, размер зерна в результате МПП низкоуглеродистой стали 09Г2С по схеме АПС уменьшился после прокатки 2- и 4-слойного пакетов с 6 до -5—5,5 мкм, а после 5-го (гг = 3,5) — до 2—2,5 мкм. При этом микротвердость наиболее резко — с НУ 120 до 230—240 возросла после первого прохода и слабо возрастала вплоть до 4- го прохода, затем резко упала после 5-го прохода (до НУ 160—165), что можно связать с изменением соотношения процессов дислокационного упрочнения и разупрочнения в процессе структурной эволюции при накоплении деформации в условиях данного эксперимента. Появились новые процессы обработки давлением, основной целью которых является накопление деформации в заготовках, а не изменение их формы. Эти процессы получили название интенсивная пластическая деформация (ИПД). Поскольку форма заготовки после ИПД практически совпадает с исходной, то имеется возможность многократной обработки заготовок для накопления в них достаточной деформации. Эти процессы могут быть использованы в тех случаях, когда необходимо осуществить большую пластическую деформацию объемных заготовок без существенного изменения формы: при исследовании явлений, происходящих в материалах при больших деформациях; для получения субмелкокристаллического (СМК) и нанокристаллического (НК) материалов; для проработки материалов с лигой структурой, для уплотнения порошковых и пористых тел. • Таблица 4.1 - Процессы накопления деформации, используемые для обработки объемных заготовок Для получения объемных СМК- и НК-материалов сейчас используют целый ряд процессов накопления деформации (таблица 4.1). Все представленные в таблице процессы реализуют схему простого сдвига. В.М.Сегалом с позиций задач структурообразования были изложены результаты теоретического и экспериментального исследования технологических схем обработки металлов простым сдвигом и процессов пластического формоизменения с наложением дополнительной сдвиговой деформации. Сдвиг является основным механизмом пластической деформации. Поэтому однородность напряженного и деформированного состояния можно обеспечить, если направления и интенсивность сдвига совпадают по всему деформированному объему. При плоской деформации напряженное состояние изображается в виде поля линий скольжения, образованного траекториями главных касательных напряжений в плоскости течения деформируемого объема. При этом однородному напряженному состоянию соответствует поле линий скольжения, образованное двумя ортогональными семействами а, /if- параллельных прямых, которое обеспечивается воздействием равномерного r-идростатического давления р и уравновешенной системы максимальных касательных напряжений хтах = к (к — пластическая постоянная материала) на границах прямоугольных областей конечных размеров (рисунок 4.4, а). Соответствующее кинематическое состояние может привести к схемам чистого (рисунок 4.4, б) или простого (рисунок 4.4, в) сдвига. В случае чистого сдвига деформация сопровождается непрерывным поворотом фиксированных материальных направлений а', f$ (например, кристаллографических) относительно направлений макроскопических а, (3 - линий скольжения. При простом сдвиге одно из кристаллографических направлений а остается параллельным направлению макроскопических а-линий скольжения. Анализ механики простого сдвига выявил ряд его характерных особенностей. Схема простого сдвига обеспечивает возможность многократного циклического деформирования путем изменения направления действия касательных напряжений на границах деформируемого объема после очередного цикла обработки. Это позволяет достигать сколь угодно больших значений интенсивности накопленных деформаций, причем на каждом цикле деформирования можно обеспечить заданную величину сдвига. Важная особенность простого сдвига — неизменность в процессе деформирования сечения, перпендикулярного плоскости течения. Это позволяет пластически деформировать изделия больших поперечных сечений. жүктеу/скачать 0.95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|