OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 1 2022 13 TECHNOLOGY ной силе выглаживания эффекта перенаклепа, приводящего к накоплению повреждений на поверхности и локальному разрушению тонкого поверхностного слоя стали. В пользу данного утверждения свидетельствует появление на 3D-профилограмме выглаженной поверхности заметных неровностей (см. рис. 2, г) и соответствующее скачкообразное повышение шероховатости после увеличения силы выглаживания от 175 до 200 Н (см. рис. 3, а). Из данных рис. 6, а следует также, что при измерениях с использованием большей нагрузки на индентор Виккерса (1,96 Н) с увеличением силы выглаживания микротвердость обработанной поверхности монотонно возрастает от 382±4 HV 0,2 после выглаживания с силой 100 Н с достижением максимума 421±4 HV 0,2 после выглаживания с силой 200 Н. Следовательно, связанное с перенаклепом снижение микротвердости HV 0,05 при увеличении силы выглаживания от 175 до 200 Н затрагивает только очень тонкий приповерхностный слой. На рис. 6, б представлено влияние силы выглаживания на вычисленный по формуле (2) коэффициент упрочнения δHV при выглаживании по отношению к микротвердости исходной (после точения) поверхности исследуемой стали. Меньший уровень исходной микротвердости (310±10 HV 0,05), установленный при измерении с нагрузкой 0,49 Н более тонкого слоя, чем при использовании нагрузки 1,96 Н (330±9 HV 0,2), свидетельствует о накоплении повреждений непосредственно на поверхности стали в процессе чистового точения, обусловливающих некоторое разупрочнение материала. Согласно рис. 6, б алмазное выглаживание обеспечило 31…43 %-е упрочнение в тонком приповерхностном слое с экстремумом при силе выглаживания 175 Н и 15…27 %-е упрочнение в более толстом поверхностном слое с максимумом микротвердости при силе выглаживания 200 Н. На рис. 7 показано распределение микротвердости по глубине градиентно-упрочненного поверхностного слоя стали после выглаживания при нагрузке 175 Н, обеспечившей максимум микротвердости 444±7 HV 0,05 выглаженной поверхности. По мере удаления от поверхности выглаживания микротвердость, измеренная при нагрузке 0,245 Н, снижается с 400…420 HV 0,025 до 220…250 HV 0,025 на глубине 300…350 мкм. Исследование на электронном сканирующем микроскопе поперечных шлифов показало, что после чистового точения структура из крупных аустенитных зерен сохраняется в поверхностном слое образца (рис. 8, а). Поскольку технологическая операция точения (токарная обработка) предназначена для размерной обработки резанием, ускоренное удаление материала в виде стружки не создает благоприятных условий для накопления в поверхностном слое детали больших степеней пластической деформации и сопровождающего этот процесс диспергирования структуры. В отличие от точения сухое алмазное выглаживание с силой 175 Н сформировало выраженный поверхностный слой толщиной 30…40 мкм с сильно деформированной высокодисперсной структурой (на рис. 8, б слой отмечен пунктирной линией). Видно, что деформация привела не только к значительному диспергированию аустенитной структуры, но и к возникновению несплошностей в виде микропор различных размеров – от долей микрометра до 5 мкм (рис. 8, б). Подобные микропоры формировались и в тонком поверхностном слое метастабильной аустенитной стали AISI 321 в результате фрикционной обработки индентором из синтетического алмаза в среде аргона [27, 28]. Рис. 7. Изменение микротвердости HV 0,025 по глубине поверхностного слоя стали 03Х16Н15М3Т1 (h – расстояние от поверхности) после обработки сухим алмазным выглаживанием с силой Fb = 175 Н Fig. 7. Change in the microhardness HV 0.025 in depth of the surface layer of steel 03Cr16Ni15Мo3Тi1 after processing by dry diamond burnishing with a force Fb = 175 N
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1