Obrabotka Metallov 2012 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (54) 2012 98 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ никелевой стали был связан в карбиды титана (TiC). Однако при насыщении стали углеродом в околошовной области формируются обога- щенные хромом карбиды (М 23 С 6 ), что повышает твердость материала примерно до 3 ГПа. Макси- мальная глубина упрочненного карбидами слоя достигает ~ 200 мкм, минимальная составляет ~ 55 мкм. На границемежду соединяемымипластинами зафиксирован тонкий (~ 3...5 мкм) слой, состоя- щий из аустенита и хаотично расположенных в нем пакетов мартенсита (рис. 3, а , б ). Присут- ствие в анализируемой области повышенного количества остаточного аустенита объясняется незавершенностью процесса мартенситного пре- вращения. Вследствие диффузии хрома и никеля из стали 12Х18Н10Т в инструментальную сталь 5ХВ2С концентрация легирующих элементов в последней повысилась, что привело к смещению точек начала и конца мартенситного превраще- ния в область более низких температур. Для исследования влияния структурных из- менений на механические свойства композитов были проведены испытания на ударную вязкость (рис. 4, а ). Ударная вязкость композита после термической обработки возросла в два раза по сравнению с термически необработанным ком- позитом (с 0,65 МДж/м 2 до 1,26 МДж/м 2 ). Объяс- няется это релаксационными процессами, разви- вающимися в процессе термической обработки в хромоникелевой стали, а также особенностями разрушения стали 5ХВ2С (рис. 4, в ). При нагреве до 540 °C в аустенитной стали начинают проявляться процессы полигониза- ции, сопровождающиеся снижением плотности дислокаций, их перераспределением, образова- нием границ субзеренного типа. Это приводит к снижению твердости и прочности, а также уве- личению вязкости материала. Термическая обработка сваренного взрывом композита «сталь 5ХВ2С – сталь 12Х18Н10Т» влияет на характер разрушения обеих сталей. «Ямки» на поверхности разрушения в аусте- нитной стали становятся менее глубокими (рис. 4, б ). Феррит, сформированный в инстру- ментальной стали, разрушается по хрупкому механизму (рис. 4, в ), а мартенсит, наоборот, характеризуется более вязким механизмом раз- рушения (рис. 4, г ). Аналогичное явление ра- нее отмечалось при разрушении двухфазных Рис . 4 . Результаты исследований и разрушения: результаты испытаний материалов на ударную вязкость ( а ): 1 – сталь 5ХВ2С после закалки и отпуска; 2 – сталь 12Х18Н10Т; 3 – сваренный взрывом композит «сталь 5ХВ2С – сталь 12Х18Н10Т»; 4 – закаленный и низкоотпущенный композит «сталь 5ХВ2С – сталь 12Х18Н10Т»; вязкий излом слоя аустенитной стали ( б ); хрупкое разрушениеферрита в слое инструментальной стали ( в ); квазивязкое разрушение мартенсита инструментальной стали ( г )