Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 32 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 669.1.018.29:621.73.04 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТОДОМ РАДИАЛЬНОЙ КОВКИ А.С. ПЕРЦЕВ, аспирант, Д.О. ПАНОВ, старший преподаватель, Ю.Н. СИМОНОВ, доктор техн. наук, профессор ( ПНИПУ, г. Пермь ) А.И. СМИРНОВ, канд. техн. наук, доцент ( НГТУ, г. Новосибирск ) Получена 23 декабря 2013 Рецензирование 25 января 2014 Принята к печати 30 января 2014 Панов Д.О. – 614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: dimmak-panov@mail.ru Исследуются закономерности формирования структуры и свойств конструкционной стали 35Х при хо- лодной пластической деформации методом радиальной ковки (РК). Трубные заготовки из стали 35Х перед холодной радиальной ковкой подвергали термическому улучшению. В работе использовали методы метал- лографического анализа, просвечивающей электронной микроскопии, испытания на одноосное растяжение с определением характеристик прочности и пластичности, а также испытания на ударную вязкость КСU и КСТ. Для количественной оценки размеров элементов субструктуры стали 35Х применяли методы статистическо- го анализа. В результате исследований установлено, что холодная РК трубных заготовок из стали 35Х вызы- вает фрагментацию структуры, растворение сформированной при термическом улучшении карбидной фазы и развитие динамической рекристаллизации. При этом после первого прохода холодной РК средний размер субзерен α-фазы уменьшается с 1500 до 730 нм, а после второго и третьего прохода происходит дальнейшее измельчение субструктуры исследуемой стали до размера субзерен α-фазы 640 и 525 нм соответственно. В результате деформации конструкционной стали 35Х со степенью 55 % предел текучести (σ 0,2 ) возрастает практически на 50 %, а предел прочности (σ в ) – на 25 % по сравнению с исходно-термоулучшенным состоя- нием. При этом характеристики надежности (δ, ψ, КСU, КСТ) трубных заготовок из конструкционной стали 35Х незначительно снижаются и остаются на достаточно высоком уровне. Ключевые слова: радиальная ковка, холодная пластическая деформация, субструктура, предел прочно- сти, предел текучести, ударная вязкость. Введение Наиболее перспективным из всех механизмов упрочнения металлических материалов является зерногранично-субструктурный механизм, ко- торый заключается в измельчении характерного структурного элемента [1]. Данный механизм вызывает одновременное повышение уровня ха- рактеристик прочности и сопротивления хруп- кому разрушению. Существует много способов измельчения структуры металлических материалов – от ме- таллургических до металловедческих, которые позволяют повысить характеристики механиче- ских свойств недорогих сплавов, например угле- родистых и низколегированных сталей [2]. Одна- ко получение заготовок с ультрамелкозернистой (УМЗ) и нанокристаллической (НК) структура- ми этими методами в промышленных масштабах не всегда представляется возможным. В связи с