Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 58 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП УДК 669.14:539.4 ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕМ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ ГАДФИЛЬДА ПРИ КРУЧЕНИИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ* Е.Г. АСТАФУРОВА, канд. физ.-мат. наук М.С. ТУКЕЕВА, аспирант Е.В. МЕЛЬНИКОВ, аспирант ( ИФПМ СО РАН, г. Томск ) Ю.Л. КРЕТОВ, студент ( ТПУ, г. Томск ) А.А. НИКУЛИНА, канд. техн. наук Е.Ю. ВЕЛИКОСЕЛЬСКАЯ, студентка ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 5 декабря 2012 года Астафурова Е.Г. – 634021, г. Томск, пр. Академический 2/4, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, e-mail: astafe@ispms.tsc.ru Изучены закономерности измельчения структуры монокристаллов аустенитных сталей Fe-13Mn-1,3C и Fe-13Mn-2,7Al-1,3С (мас. %) после холодного кручения под квазигидростатическим давлением (КГД). Ме- ханическое двойникование способствует формированию при КГД высокопрочного состояния в исследуемых сталях, содержащего высокую плотность специальных (двойниковых) границ. Рост энергии дефекта упа- ковки при легировании алюминием способствует уменьшению вклада двойникования в упрочнение сталей за счет увеличения расстояния между двойниковыми границами. Обнаружено дополнительное увеличение плотности дислокаций в стали Fe-13Mn-1,3С по сравнению со сталью Fe-13Mn-2,7Al-1,3С, которое является следствием кручения в области температур развития динамического деформационного старения. Ключевые слова : сталь Гадфильда, аустенит, двойникование, динамическое деформационное старение, кручение под квазигидростатическим давлением. Введение В последние годы большой интерес ученых- материаловедов привлекает подход к улучше- нию физико-механических характеристик ме- таллических материалов за счет измельчения их структуры методами интенсивной пластической деформации (ИПД) [1, 2]. Развитие деформаци- онного двойникования в высоколегированных сплавах может способствовать быстрому форми- рованию при ИПД ультрамелкозернистой струк- туры с высокоугловыми низкоэнергетическими специальными границами Σ 3 n , препятствовать деградации структуры за счет формирования по- лос локализованной деформации [3, 4]. _______________ * Работа выполнена в рамках ФЦП « Научные и научно-педагогические кадры инновационной России » на 2009–2013 годы, соглашение № 14.В37.21.2065. В качестве перспективных материалов для развития методов ИПД могут быть использо- ваны аустенитные стали с высокой концентра- цией атомов внедрения, например, сталь Гад- фильда. Двойникование в ней развивается при одноосном растяжении и сжатии при комнатной температуре деформации [5–9]. Как показали исследования механизмов деформации моно- кристаллов стали Гадфильда Fe-13Mn-1,3C (мас.%), в некоторых ориентациях механи- ческое двойникование развивается с начала пластического течения [9]. Легирование мо- нокристаллов стали Гадфильда алюминием Fe-13Mn-2,7Al-1,3С приводит к частичному по- давлению механического двойникования, изме-