OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 1 2022 15 TECHNOLOGY образованием 15 % нанокристаллического мартенсита деформации. В проведенном нами ранее исследовании [13] на поверхности аустенитной стали 03Х16Н14М3Т1 в условиях фрикционной обработки скользящим индентором из синтетического алмаза в безокислительной среде аргона наблюдали рост микроствердости до 720 HV 0,025 при общей глубине градиентно упрочненного слоя 300 мкм. Более интенсивному, чем в настоящей работе, упрочнению стали способствовал высокий коэффициент трения (f = 0,47) в процессе фрикционной обработки индентором из синтетического алмаза [13], в то время как при выглаживании индентором из природного алмаза даже без применения жидкой СОТС коэффициент трения не превышает 0,1 [39]. В отличие от работ [37, 38] в исследовании [13] наблюдали почти полное отсутствие деформационного γ→αʹ превращения: в поверхностном слое толщиной ~7 мкм при фрикционной обработке стали 03Х16Н14М3Т1 образовалось не более 1,5 % (об.) α´-мартенсита деформации. Отмеченный результат обусловлен повышенным содержанием никеля (сильного стабилизатора аустенита) в стали 03Х16Н14М3Т1 по сравнению с его количеством в стали 316L (02Х17Н12М2Г2) [37, 38]. При этом в работе [13] в результате фрикционной обработки на поверхности стали 03Х16Н14М3Т1 формировались нано- и субмикрокристаллические аустенитные структуры, появлению которых предшествовало возникновение полосовых и ячеистых дислокационных структур. Формирование в деформационно-стабильных и метастабильных аустенитных сталях при фрикционном воздействии сильно разориентированных кристаллов нано- и субмикронных размеров [13–15, 40] происходит на заключительном этапе преобразования структуры за счет разворотов ячеек и их уменьшения в результате развития под действием трения ротационного механизма деформации [41]. Таким образом, установленный рост микротвердости деформационно-стабильной аустенитной стали 03Х16Н15М3Т1 до 400…444 HV в результате сухого выглаживания индентором из природного алмаза можно объяснить формированием в поверхностном слое высокодисперсного аустенита и соответствующей активизацией зернограничного и дислокационного механизмов упрочнения. Выводы В результате экспериментального исследования влияния величины нормальной силы при сухом выглаживании сферическим индентором с радиусом 2 мм из природного алмаза при скорости скольжения 10 м/мин и величине подачи 0,025 мм/об на формирование шероховатости поверхности и упрочнение поверхностного слоя деформационно-стабильной аустенитной стали 03Х16Н15М3Т1 установлено: 1) в исследованном диапазоне изменения нормальной силы выглаживания 100…200 Н величина коэффициента сглаживания исходного микропрофиля поверхности стали после чистового точения составляет 79…90 %, наибольшее сглаживание с уменьшением среднего параметра шероховатости Ra от 1,0 до 0,1 мкм достигается при силе 150 Н; 2) при алмазном выглаживании обеспечивается упрочнение исходной (после точения) поверхности на 15…43 % (до 382…444 HV), по мере увеличения силы выглаживания от 100 до 175 Н происходит немонотонное повышение средней микротвердости от 409 до 444 HV 0,05; 3) выглаживание с нагрузкой 175 Н формирует градиентно-упрочненный слой толщиной 300…350 мкм с появлением на поверхности отдельных микроразрушений в виде наплывов и микротрещин, максимальное упрочнение поверхности стали обусловлено формированием сильно диспергированного поверхностного слоя толщиной 30…40 мкм со структурой высокодисперсного аустенита и соответствующей активизацией зернограничного и дислокационного механизмов упрочнения. Полученные результаты могут быть использованы при научно обоснованном выборе технологических параметров алмазного выглаживания деталей из коррозионно-стойких аустенитных сталей по критериям получения качественной поверхности (с низкой шероховатостью при отсутствии существенных микроразрушений) и эффективного деформационного упрочнения поверхностного слоя. Список литературы 1. Lo K.H., Shek C.H., Lai J.K.L. Recent developments in stainless steels // Materials Science and Engineering: R: Reports. – 2009. – Vol. 65, iss. 4–6. – P. 39– 104. – DOI: 10.1016/j.mser.2009.03.001.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1