Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 3 2018 30 ТЕХНОЛОГИЯ Т а б л и ц а 8 Ta b l e 8 Результаты рентгеноспектрального микроанализа образцов из чугуна СЧ20 Results of X-ray spectroscopy of samples from SCh20 cast iron Метод упрочнения Интенсивность линий, характеризующих концентрацию углерода в упрочненном слое, имп/с Интенсивность линий, характеризующих концентрацию железа в упрочненном слое, имп/с Без упрочнения 10…20 90…110 МДН 25…35 180…200 МДН + вращающееся постоянное магнитное поле 60…85 80…170 МДН + вращающееся переменное магнитное поле 35…45 190…220 по направлению внешнего магнитного поля, по- ворачиваются в пространстве и дополнительно сглаживают разогретые локальными вихревы- ми токами границы в зоне их контакта с со- прягаемыми фрагментами частиц, характери- зующихся накоплением несовершенств в виде дислокаций. Так как поворот частиц субзерен осуществляется многократно после каждого удара деформирующего шара, то их форма в ко- нечном итоге становится правильной, прибли- жающейся в сечении к окружности (см. рис. 4 и 5). Следует отметить, что при этом угол пово- рота частиц субзерен зависит от вида действу- ющего магнитного поля. Так, угол поворота частиц субзерен увеличивается при действии переменного магнитного поля, предусматрива- ющего периодическое изменение направления силовых линий на 180  . Увеличение угла пово- рота частиц субзерен под действием внешнего переменного поля обеспечивает дополнитель- ное уменьшение их размеров, что согласуется с полученными экспериментальными данными (см. табл. 1 и 2). Приведенные результаты исследования микроструктуры упрочненных образцов (см. табл. 5 и 6) также подтверждают гипотезу о том, что совмещенная упрочняющая обработка по- верхностей ферромагнитных заготовок МДН и вращающимся постоянным или переменным магнитным полем обеспечивает формирование наноструктурированного поверхностного слоя с размером блоков субзерен от 15 до 100 нм. При этом наибольшее значение глубины упрочнен- ного наноструктурированного поверхностного слоя (до 3 мкм) имеет место при совмещенной обработке МДН и вращающимся переменным магнитным полем, что может объясняться не- которым увеличением кинетической энергии дислокаций, перемещаемых в ферромагнитном материале вследствие возникающих магнито- стрикционных процессов. Исследования микроструктуры образцов также показали, что при совмещенной обработ- ке заготовок МДН и вращающимся магнитным полем вследствие комплексного магнитно-сило- вого воздействия увеличивается и глубина моди- фицированного (измененного) поверхностного слоя. Так, по отношению к упрочнению МДН глубина модифицированного поверхностного слоя увеличилась в 1,6 и 2,7 раза, достигла 15 и 25 мкм для стальных и чугунных образцов со- ответственно (см. табл. 5 и 6). Это объясняется положительным влиянием процессов магнитной обработки и многократного импульсно-ударного деформирования друг на друга. Так, многократ- ное импульсно-ударное деформирование обе- спечивает резкое увеличение в элементарном объеме деформируемого металла несовершенств в виде дислокаций. Вследствие этого эффектив- ность упрочняющего магнитного воздействия на деформированный металл, имеющий неод- нородную структуру, существенно возрастает. В свою очередь, вращающееся магнитное поле способствует усилению протекания диффузион- ных процессов, возникающих при импульсно- ударном деформировании металла заготовки, что обусловливает увеличение глубины модифи- цированного слоя.