OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 2 2025 213 MATERIAL SCIENCE а б в Рис. 7. Зависимости истинного напряжения и коэффициента деформационного упрочнения (КДУ) от истинной деформации при одноосном растяжении образцов, вырезанных из центра и края прутка, после ХРК 20 % (а), 40 % (б) и 80 % (в) Fig. 7. True stress and strain-hardening coeffi cient (SHC) as a function of true strain during uniaxial tensile testing of samples cut from the center and edge of the rod after CRF with ε = 20 % (а), ε = 40 % (б), and ε = 80 % (в) Ранее с использованием моделирования методом конечных элементов было предсказано, что при ХРК в центре прутка действуют умеренные растягивающие/сжимающие напряжения, а на краю прутка – высокие сжимающие [16, 17]. Такое неоднородное напряженное состояние приводит к накоплению большей пластической деформации на краю прутка по сравнению с сердцевиной. Методами ПЭМ показано, что в исследуемой стали при ХРК происходит активация различных механизмов деформации с получением целого спектра структурных состояний вдоль радиуса прутка. Так, в стали Fe-21Mn-6Al-1C наблюдаются следующие стадии структурообразования (рис. 2): после малых степеней деформации (ε = 20 %) – формирование слабо выраженных деформационных микрополос различных систем в центре и контрастных параллельных деформационных микрополос на краю прутка; после средних степеней деформации (ε = 40–60 %) – формирование единичных механических двойников различных систем в центре и образование параллельных пакетов двойников/ламельной двойниковой структуры на краю; после высоких степеней деформации (ε = 80 %) – двойникование по различным системам в центре и образование фрагментированной структуры на краю. По результатам EBSDанализа показано, что с увеличением степени ХРК развиваются выраженные текстурные градиенты. Они обусловлены тем, что в центре прутков формируется острая двухкомпонентная аксиальная текстура <111>//ОП и <100>//ОП, которая размывается по направлению к краю. Следует отметить, что на краю прутка после ХРК со степенью 40 % и выше развивается сдвиговая текстура / B B [19, 20]. Распределение микротвердости в поперечном сечении прутков показывает развитие градиентной структуры при ХРК (рис. 5). Так, в случае исходного состояния с однородной структурой наблюдается равномерное распределение микротвердости по сечению прутков обеих сталей. ХРК со степенью 20 % сопровождается общим повышением твердости исследуемых сталей. Однако при этом твердость края прутка возрастает в большей степени. Текстурный анализ показал относительно однородное распределение зерен с ориентировками <111>//ОП и <100>//ОП по сечению после ХРК со степенью 20 %, т. е. этот фактор не оказывает существенного влияния. В то же время наблюдается повышенная плотность микрополос и механических двойников на краю (рис. 3), что обусловлено большим уровнем накопленной деформации в данном месте и определяет повышенный уровень твердости. Описанные структурные изменения также оказывают влияние на результаты испытаний на одноосное растяжение образцов, вырезанных из центра и края прутков обеих сталей. При этом прочность материала края прутков была значительно выше, чем у материала из центра (см. таблицу). Пластичность же на краю была ниже
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1