Obrabotka Metallov. 2016 no. 4(73)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (73) 2016 48 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ По мнению авторов работы, можно выделить три варианта объяснения преобразований кар- бидной фазы, происходящих при деформации анализируемого сплава. В первом случае необ- ходимо учитывать подробно описанный в работе [20] процесс термического деления грубых це- ментитных образований на отдельные изолиро- ванные блоки. Авторами показано, что в процес- се отжига на поверхности цементита в местах примыкания границ либо субграниц аустенита появляются характерные выступы в виде шипов. Рост этих образований обусловлен повышен- ной скоростью диффузии углерода в зонах вы- хода границ зерен. В процессе изотермической выдержки пластины цементита между шипами утоняются вплоть до разделения на отдельные части. Возникшие таким образом карбидные образования являются угловатыми. Как правило, они расположены вдоль бывших цементитных пластин. Второй вариант объяснения основан на про- цессе механического дробления грубых це- ментитных кристаллов. Такое представление структурных преобразований пластически де- формируемого сплава, характерное для описа- ния механизма формирования карбидов углова- той формы, подробно отражено в работе [15]. Этот механизм предполагает, что анализируемые карбиды являются результатом измельчения це- ментитных блоков (пластин) с формированием множества изолированных друг от друга оскол- ков. Чем больше степень деформации во время ковки, тем сильнее дробятся присутствующие в сплаве карбиды. Дробление карбидных кон- гломератов сопряжено с процессами скопления дислокаций [21]. С уть третьей гипотезы заключается в пере- кристаллизации цементита ледебурита в процес- се пластической деформации железоуглеродисто- го сплава [16]. В результате перестройки решетки метастабильного цементита формируются более устойчивые ограненные карбиды. По мнению П.Ф. Нижниковской, происходящие при этом преобразования сопровождаются образованием обедненных углеродом участков цементита и ос- лаблением барьеров Пайерлса–Наббаро [25]. По-видимому, все три механизма преобразо- вания цементита ледебурита в карбиды призма- тической формы в той или иной степени могут проявляться на практике. Приведенных объяс- нений было бы достаточно, если бы не встре- чались обстоятельства, не согласующиеся с от- меченными выше аргументами. Речь идет о том, что некоторые карбиды призматической формы превышают размеры ледебуритных колоний либо соизмеримы с ними. Это может означать, что преобразование карбидов ледебурита про- исходит не дроблением их при деформирова- нии заготовки, а путем перестройки кристаллов. Деформация лишь ускоряет процессы перекри- сталлизации ледебурита и образования карбидов ограненной формы. Результаты структурных исследований вы- сокоуглеродистого нелегированного сплава типа булат свидетельствуют о явно выраженной не- равномерности распределения эвтектической карбидной фазы в объеме перлитной матрицы (рис. 5, б ). Этот вывод соответствует представ- лениям И.Н. Голикова о химической неоднород- ности инструментальных сталей [21]. Выводы 1. В результате неравновесной кристалли- зации структура сплава БУ22А с содержанием углерода 2,25 % представляет собой мелкоди- сперсный пластинчатый перлит с избыточным цементитом видманштеттова типа. Образования четко выраженных колоний эвтектики, харак- терных для доэвтектических чугунов, в данном сплаве не зафиксировано. 2. Термическая обработка сплава БУ22А при температуре 700 ° С не приводит к существенным изменениям исходной структуры. На пластинах цементита образуются выступы в виде шипов, однако морфология избыточного цементита не изменяется. В процессе горячей пластической деформации образцов из сплава БУ22А харак- терного разрушения пластин видманштеттова це- ментита не происходит. Кристаллы данного типа расщепляются на слои толщиной 0,6…1,0 мкм. Однако такая структура материала не обеспечи- вает высоких режущих свойств инструмента. 3. Нагрев и выдержка сплава с исходной структурой при температуре 1150 ° С в течение двух часов обеспечивают образование в локаль- ных областях сплава микрообъемов ледебурита, отличающегося по строению от ледебурита, ха- рактерного для белых чугунов. При горячей де- формации сплава БУ22А, в структуре которого