Obrabotka Metallov. 2016 no. 3(72)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (72) 2016 37 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 5. Фрактограммы изломов слоев термически обработанных композиций, полученных в условиях статического нагружения: 1 – сталь 20; 2 – сталь Н18К9М5Т; 3 – сталь 12Х18Н10Т; 4 – сталь 5ХВ2С мером 2…20 мкм (рис. 5, фото 3). На дне многих крупных ямок четко просматриваются компакт- ные включения. Присутствие в зонах соединения вихревых построений отражается на характере разруше- ния многослойных композитов. Разрушение материала происходило по границам вихревых построений. Размер возникших при этом «ямок» составлял ~ 10 мкм (рис. 5, фото 4). Для зон, воз- никших на месте вихреобразных построений, характерным также является присутствие ми- кропустот. Природа их появления связана с пре- быванием металла в расплавленном состоянии. Выводы 1. Эффективным подходом к проблеме повы- шения конструктивной прочности металличе- ских материалов является формирование мно- гослойных пакетов из чередующихся пластин прочных и пластичных сталей с последующей их термической обработкой. Экспериментально было показано различие значений временного сопротивления разрушению в среднем на 30 % по сравнению с расчетными значениями, полу- ченными при использовании правила смесей. Различия в уровне временного сопротивления разрушению являются результатом деформаци- онного упрочнения, происходящего при динами- ческом взаимодействии стальных заготовок. 2. В процессе термической обработки много- слойных материалов, полученных сваркой взры- вом тонких пластин из хромоникелевой аусте- нитной и инструментальной штамповой сталей, формируется четко выраженная градиентная структура, характерной особенностью которой является наличие нескольких зон с различным строением. Ускоренному формированию этих зон при нагреве способствует неравновесное строение материалов в околошовной зоне шири- ной ~100 мкм, возникшее в результате интенсив- ной пластической деформации динамически вза- имодействующих стальных заготовок. Различная степень пластической деформации обусловлива- ет ширину формируемых в результате диффузии зон вдоль профиля волны сварного шва. 3. Экспериментально установлено, что влия- ние процесса деформации и термической обра- ботки на характер упрочнения хромоникелевой, мартенситно-стареющей и инструментальной сталей резко различается. Результаты измерения микротвердости в центральных зонах пластин свидетельствуют о том, что сталь 12Х18Н10Т упрочняется при сварке взрывом на 42 % (с 190 до 454 HV). В процессе выдержки при 490  С ее микротвердость практически не изменяется. Сталь Н18К9М5Т, наоборот, не склонна к упрочнению при сварке и упрочняет- ся на стадии старения при 490  С на 53 % (с 400 до 750 HV). Механизм упрочнения мартенситно- стареющей стали обусловлен формированием в ней интерметаллидных частиц. Микротвердость инструментальной стали при сварке взрывом возрастает на 32 % (с 220 HV до 290 HV). Терми- ческая обработка позволяет дополнительно под- нять уровень микротвердости этой стали на 48 % (с 290 HV до 600 HV). Список литературы 1. Энтин Р.И., Курдюмов Г.В. Пути повышения прочности и пластичности конструкционных ста- лей // Вестник Академии наук СССР. – 1967. – № 8. – С. 20–26. 2. Тушинский Л.И. Структурная теория конструк- тивной прочности материалов. – Новосибирск: Изд- во НГТУ, 2004. – 400 с. 3. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с. 4. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капутки- на Л.М. Термомеханическая обработка стали. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.