Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 93 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП Далее сталь 10Х3Г3МФ подверга- ли холодной пластической деформации (ХПД) на радиально-ковочной машине SKK 10 с круга диаметром 19 мм на круг 12 мм, что составляет 60 % деформации. Ковка проходила в три прохода: 20, 40 и 60 % деформации. В качестве степени пластической деформации принимали величину укова ε, определяемую по ре- зультатам изменения площади попереч- ного сечения образца до и после ковки. Исследования тонкой структуры про- водили на тонких фольгах, приготовлен- ных по стандартной методике, с исполь- зованием просвечивающего электронного микроско- па Technai G2 FEI. Образцы для исследования тонкой структуры вырезали из сердцевины прутка. Микродюрометрические исследования проводи- ли в соответствии с ГОСТ 9450-76 на микротвердо- мере для проведения испытаний по Виккерсу Model 402MVD по методу восстановленного отпечатка вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды с квадратным основанием. Шаг между точками из- мерений составлял 0,3 мм. Результаты исследований и их обсуждение По результатам исследования распределения ми- кротвердости по сечению образцов стали 10Х3Г3МФ (рис. 1, а ) можно сказать о повышении общего уров- ня твердости при увеличении степени ХПД. При этом распределение микротвердости по се- чению образцов стали 10Х3Г3МФ холоднодефор- мированных неоднородно: существует относитель- но однородная сердцевина прутка с максимальным уровнем по твердости и периферия, где твердость плавно убывает от границы с сердцевиной к краю образца (рис. 1, б ). При этом снижение твердости идет до уровня исходного закаленного горячекова- ного состояния. У боковой поверхности прутка на- блюдается падение твердости, что, по-видимому, связано с наличием обезуглероженного слоя. Исследование тонкой эволюции структуры ста- ли 10Х3Г3МФ при ХПД методом РК выявило, что в исходном состоянии после закалки на воздухе с температуры горячей ковки (рис. 2, а ) в исследуемой стали наблюдается пакетно-реечное строение с вы- сокой плотностью однородно распределенных дис- локаций. Анализ тонкой структуры образцов после ХПД методом РК при 20 % деформации показал, что в материале формируются дислокационные границы внутри реек, что приводит к их фрагментации, т.е. образованию дислокационных ячеек (рис. 2, б ). При этом средний поперечный размер реек в плоскости фольги составляет 257 нм, а средний размер дефор- мационных ячеек равен 216 нм. Увеличение степени деформации закаленной стали 10Х3Г3МФ до 60 % приводит к уменьше- нию среднего поперечного размера рейки мартен- сита в плоскости фольги до 194 нм, что сопрово- ждается уменьшением размера ячеек деформации до 163 нм (рис. 2, в ). В обоих случаях уменьшение составило 25 %. При исследовании тонкой структуры образ- цов, подвергнутых холодной РК со степенью де- формации 60 %, на границах мартен- ситных реек были обнаружены области (рис. 2, в ) с низкой плотностью дислока- ций и высокоугловой границей, которые, по-видимому, являются зародышами ди- намической рекристаллизации [3]. Факт обнаружения зародыша рекристаллиза- ции является признаком мегапластиче- ской деформации [4] в стали 10Х3Г3МФ при ХПД методом РК. Гистограмма распределения среднего поперечного размера рейки в плоскости фольги после деформации со степенями 20 и 60 % носит логнормальный характер и приведена на рис. 3. а б Рис. 1. Распределение микротвердости по сечению прутка ( а ) стали 10Х3Г3МФ в исходном закаленном состоянии (исх. зак.) и после ХПД методом РК и однородность по сечению прутка, подвергнутого ХПД 60 % методом РК ( б ) а б в Рис. 2 . Тонкая структура стали 10Х3Г3МФ в исходном закаленном с температур горячей ковки состоянии ( а ), после ХПД методом РК со степенями 20 % ( б ) и 60 % ( в ) деформации