Blumenstein V.Yu. et. al. 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 76 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ с законами деформационного упрочнения и в целом определяют как деформацию, так и раз- рушение материалов. В работах В.Е. Панина показано, что поверхностные слои нагружен- ных твердых тел являются самостоятельной подсистемой, в которой развиваются волновые механизмы пластического течения, определяю- щие зарождение первичных деформационных дефектов всех видов [6–8]. Выявлено, что боль- ший эффект достигается при упрочнении высо- колегированных сталей с высоким содержанием остаточного аустенита [9]. В статье [10] приведены результаты иссле- дования процесса ППД, где индуцированная деформацией мартенситная трансформация ме- тастабильного аустенита легированной стали используется для эффективного поверхностного упрочнения. Поверхностные и подповерхност- ные изменения, вызванные обкатыванием ро- ликом закаленной стали AISI 1060 (756 HV 0,5), представлены в работах [11]. Количество оста- точного аустенита, индуцированного пласти- ческой деформацией, достигло максимального значения при обкатывании за один рабочий ход с давлением 20 МПа. Известны научные решения по повышению пластичности в условиях высокого гидростати- ческого давления. При исследовании локализо- ванной пластичности и разрушения при микро- сжатии нанокристаллического Ni-W сплава со средними размерами зерна 5, 15 и 90 нм установ- лено влияние размера и границ зерна на кривую течения и характер разрушения [12]. Авторы ста- тьи [13] представили результаты исследования гидростатического давления и растягивающих растяжений с позиций взаимодействия твердой и мягкой фаз двухфазных сплавов с различными микроструктурами. Особое внимание исследователи уделя- ют созданию схем обработки, позволяющих в максимально возможной мере использовать пластические свойства металла [14–15]. Од- ним из приоритетных направлений является разработка и реализация методов интенсив- ной пластической деформации (ИПД), осо- бенность которых заключается в большом ги- дростатическом давлении в очаге деформации [16]. Это позволяет достичь уникального соче- тания таких свойств, как исключительно высо- кая прочности и пластичность поверхностного слоя металлического материала при комнатной температуре [17]. В последние годы разработана теория фор- мирования и трансформации наследуемого состояния поверхностного слоя в процессах обработки и эксплуатации – механика техно- логического наследования (ТН) [18]. Показано, что расширение технологических возможностей ППД возможно за счет создания схем обработ- ки с большим гидростатическим давлением и количеством участков квазимонотонной дефор- мации. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований позволили разработать новую конструкцию деформирую- щего инструмента, имеющего сложный рабочий профиль – мультирадиусный ролик [19]. Это по- требовало проведения теоретических и экспери- ментальных исследований для оценки напряжен- но-деформированного состояния и определения характера накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности металла поверхностного слоя детали [19–20]. Вместе с тем влияние ППД с использованием мультирадиусного ролика на структуру и дюрометрические характеристики поверхностного слоя типичных конструкцион- ных материалов подробно не исследованы. Цель работы : расширение технологиче- ских возможностей процесса упрочнения ППД за счет применения мультирадиусного ролика (МР), создающего большое гидростатическое давление в очаге деформации. Задачи исследований : проведение станоч- ных экспериментов по обкатыванию образцов мультирадиусным инструментом; исследование структуры, фазового состава и дюрометриче- ских свойств обкатанных образцов; установле- ние закономерностей формирования структуры и свойств в условиях обкатывания с высоким ги- дростатическим давлением и большим числом участков квазимонотонной деформации. Методика исследований Экспериментальные кольцевые образцы  60 мм изготавливались из отожженной стали 45 ГОСТ 1050–88 одной поставки. Твердость стали составляла 190 HV 10. Механическая об- работка включала черновое и чистовое точе- ние с малыми припусками 0,25 и 0,15 мм со- ответственно, подачей 0,07 мм/об и частотой