Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 83 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ а б Рис. 2. Трехмерная профилограмма ( а ) и изображение на электронном сканирующем микро- скопе ( б ) поверхности стали 12Х18Н10Т после фрикционной обработки Рис. 3. Изменение микротвердости HV0,025 и объ- емной доли мартенсита деформации  по глубине h поверхностного слоя стали 12Х18Н10Т после фрик- ционной обработки ной стали AISI 304 независимо от количества, сформированного на поверхности мартенсита деформации (95 или 22 % об.) [18], и соответ- ствует упрочнению стали 12Х18Н9 (~7 ГПа) в условиях адгезионного схватывания (трение в одноименной паре в среде азота) [13]. Столь эффективному деформационному упрочнению аустенитной стали при фрикцион- ной обработке способствовал достаточно высо- кий коэффициент трения ( f = 0,2) при исполь- зовании индентора из синтетического алмаза и среды аргона. Выглаживание на токарно-фрезер- ном центре поверхности детали из аустенитной сталиAISI 304 индентором из природного алмаза с использованием смазочно-охлаждающей жид- кости обеспечило достижение еще более низко- го нанометрового диапазона параметра шерохо- ватости Ra = 50 нм, однако вследствие низкого коэффициента трения ( f < 0,1) в ходе проведения деформационной обработки микротвердость на упрочненной поверхности не превышала 450 HV0,025 [11]. С увеличением коэффициен- та трения и соответственно сдвиговой деформа- ции возрастает накопленная в поверхностном слое деформация, поскольку именно сдвиговая компонента деформации играет определяющую роль в накоплении пластической деформации при фрикционной обработке [7, 20]. Измерения, выполненные при последова- тельном электролитическом удалении поверх- ностного слоя, показали (см. рис. 3), что общая толщина упрочненного фрикционной обработ- кой слоя составила ~450 мкм, а деформационное γ→ά превращение развивается в существенно более тонком (до 90 мкм) приповерхностном слое. Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии позволяет рассмо- треть трансформацию под действием фрикцион- ной обработки исходной структуры аустенитной матрицы, представляющей собой полиэдриче- ские зерна аустенита с отдельными нерасще- пленными дислокациями и дислокационными скоплениями на некоторых границах (рис. 4). На рис. 5 показано, что в результате фрик- ционной обработки в тонком (несколько микро- метров) поверхностном слое аустенитной стали формируются нанокристаллические и фрагмен- тированные субмикрокристаллические мартен- ситно-аустенитные структуры.