Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 44 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП ние влияния РКУП на структуру сталей 10Г2ФТ и 06МБФ приведено в [7, 8]. Отжиги при температуре 300...500 ºС (1 ч) приводят к незначительному изменению разме- ров элементов зеренно-субзеренной структуры и карбидов для СМК-состояний в исследуемых сталях (рис. 1). Методом рентгеноструктурно- го анализа обнаружено уменьшение плотности дислокаций до ~ 10 9 см -2 и спад микронапряже- ний кристаллической решетки, что свидетель- ствует о развитии процессов возврата, обуслов- ленных перераспределением и аннигиляцией дефектов на границах и в теле зерна. Карбидная подсистема исследуемых сталей после РКУП и отжигов при температуре 300...500 ºС состоит из крупных карбидов M 23 C 6 , M 3 C с размерами 20...100 нм и мелкодисперсных сферических карбидов MС, M 3 C (< 5 нм) (рис. 1, а ). Таким образом, исследуемые СМК-состояния в сталях стабильны до температуры отжига 500 ºС, это выше, чем для СМК чистого железа с размером зерна ~200 нм (стабильно до 250 ºС) [9]. Высо- кая термостабильность исследуемых сталей по сравнению с чистым железом обусловлена ста- билизацией сформированных состояний леги- рующими элементами и карбидами. Отжиги при температурах выше 550 °С (1 ч) вызывают рост структурных элементов в ис- следуемых СМК-состояниях (см. таблицу) по механизму собирательной рекристаллизации. Наблюдается увеличение размеров крупных (до 100...300 нм) и мелких (до 10...20 нм) карбидов после отжига при температуре 600 °С. Несмо- тря на это, в СМК-структуре стали, сформиро- ванной из ферритного состояния, после отжи- га при Т = 600 °С обнаружены частицы M 3 C с размером ~ 5 нм. После отжига при Т = 700 °С размер карбидов достигает 300...600 нм во всех исследуемых состояниях сталей. Отжиги спо- собствуют релаксации структуры исследуемых сталей, уменьшению величины уширения рент- геновских линий, спаду значений микродефор- мации решетки, росту ОКР. При близком размере структурных элементов после РКУП стали стабильны до температуры от- жига 500 ºС, т. е. устойчивость СМК-структуры в них не зависит от структурно-фазового со- стояния до РКУП. При этом наблюдается раз- личная динамика роста зерна при отжигах выше границы термической стабильности (см. табли- цу). После отжига при температуре 600 ºС в структуре стали 10Г2ФТ, которая до РКУП име- ла ферритно-перлитную структуру, начинают активно действовать процессы собирательной рекристаллизации, структура трансформирует- ся в мелкокристаллическую с размером зерна 1,6 мкм, границы зерен (ГЗ) преимуществен- но большеугловые. Их доля после отжига при Т = 600 ºС достигает ~ 90 % от общей доли ГЗ, а после отжига при 700 ºС ~ 95 % (рис. 2, а , б ). Отжиги при Т = 600 и 700 ºС по друго- му влияют на СМК-структуру сталей, кото- рые до РКУП имели структуру мартенсита (рис. 2, в , г ) и феррита (рис. 2, д , е ). Они обла- дают схожей кинетикой роста зерна при задан- ных температурах отжига. После отжига при Рис. 1. ПЭМ-изображения структуры стали 10Г2ФТ после РКУП (исходное состояние – феррит-перлит) и отжигов при 300 °С ( а ) и 400 °С ( б ): а – светлопольное изображение структуры феррита, стрелками на электроннограмме указаны рефлексы крупных карбидов M 23 C 6 и дифракционные кольца от мелкодисперсных карбидов MC; б – темнопольное изображение структуры стали после отжига 400 °С, полученное в матричном рефлексе α -Fe. Микродифракционная картина к а снята с площади 0,5 мкм 2