Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 81 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение Аустенитные хромоникелевые стали, об- ладающие высокой коррозионной стойкостью и технологичностью, находят широкое приме- нение в различных отраслях промышленности. Однако их низкие прочностные свойства не мо- гут быть улучшены термической обработкой. Зернограничное и субструктурное упрочнение аустенитных сталей эффективно реализуется в современных технологиях поверхностного пла- стического деформирования, таких, например, как обработка SMAT (ультразвуковая обработка шариками в вакууме) [1], ультразвуковая ковка в вакууме и дробеструйная обработка [2], ультра- звуковая ударная обработка бойками [3], фрикци- онные обработки (скользящим цилиндрическим индентором со смазкой [4], с перемешиванием [5]) и др. При этом деформационные упрочняющие об- работки часто не обеспечивают высокого каче- ства обработанной поверхности. Так, ультразву- ковая ударная обработка бойками стали AISI 321 (12Х18Н10Г2Т) формирует достаточно грубую поверхность с параметром шероховатости Ra = = 2…3 мкм [3], а дробеструйная обработка по- верхности аустенитной стали AISI 304SS при- водит к сильному росту шероховатости (от Ra = = 0,18 мкм у исходного образца до Ra = 3,53 мкм после обработки дробью диаметром 0,8 мм) [2]. Поэтому первостепенная задача заключается в создании и совершенствовании методов фи- нишной обработки, обеспечивающих не толь- ко эффективное деформационное упрочнение аустенитных сталей, по и получение высоко- качественной поверхности, что имеет особое значение для прецизионных деталей трибосо- пряжений. Эффективными методами финишной обработки поверхностным пластическим дефор- мированием являются наноструктурирующая фрикционная обработка скользящими инденто- рами [6–10] и технология наноструктурирующе- го выглаживания, позволяющая при серийном изготовлении деталей из конструкционных ста- лей на металлообрабатывающих центрах фор- мировать наноструктурное состояние и субми- крорельеф поверхностного слоя [11, 12]. В литературе содержатся весьма неоднознач- ные сведения относительно влияния поверх- ностных деформационных обработок на трибо- логические свойства аустенитных сталей. При некоторых видах изнашивания (в частности, при адгезионном изнашивании) аустенитные стали могут упрочняться в процессе трибологическо- го испытания даже более эффективно [13, 14], чем при деформационных упрочняющих обра- ботках. В этом случае влияние деформационной обработки на трибологические свойства может быть нивелировано. Так, если в условиях трения скольжения со смазкой износостойкость мета- стабильной аустенитной сталиAISI 304 в резуль- тате наноструктурирующей обработки SMAT повышается в 3 раза, то при трении без смазки SMAT не улучшает износостойкость стали [1]. В отличие от этих данных наноструктуриро- вание поверхностного слоя аустенитной стали AISI 304 пескоструйной обработкой и отжигом при 350 °C повышает износостойкость в услови- ях сухого трения скольжения и коррозионного изнашивания [15], а дробеструйная обработка аустенитной сталиAISI 316L также обеспечивает рост износостойкости при сухом трении сколь- жения [16]. В случае метастабильных аустенитных ста- лей важную роль в упрочнении и обеспечении трибологических свойств играет деформацион- ное мартенситное γ→α  -превращение [4, 14, 17], интенсивность протекания которого в сильной степени зависит от состава сталей, условий де- формационных обработок и последующих три- бологических испытаний [2, 11, 14, 18, 19]. По- этому только прямые эксперименты позволят сделать обоснованное заключение об эффектив- ности влияния фрикционной обработки на три- бологические свойства аустенитной стали. Целью настоящей работы стало исследова- ние влияния фрикционной обработки на фазо- вый состав, структуру, микромеханические и трибологические характеристики в условиях сухого трения скольжения поверхностных слоев метастабильной аустенитной стали 12Х18Н10Т. Методика экспериментального исследования Исследовали коррозионно-стойкую аустенит- ную сталь 12Х18Н10Т состава (масс. %): 0,10 С, 17,72 Cr; 10,04 Ni; 0,63 Ti; 1,33 Mn; 0,57 Si; 0,227 Mo; 0,064 Co; 0,014 Nb; 0,057 Cu; 0,031 P; 0,014 S; остальное Fe. Перед проведением