Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 33 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ этим разработка подходов к получению таких материалов в промышленных условиях является важной и актуальной задачей. Измельчение структуры конструкционных сталей с помощью метода холодной пластиче- ской деформации возможно при реализации процессов наклепа, повышении плотности дис- локаций в исходной структуре металла и после- дующей первичной рекристаллизации с целью образования зерен с большеугловыми границами. Совмещение этих процессов во время деформа- ции возможно при реализации мегапластической (интенсивной) пластической деформации [3]. Одной из технологий, которые позволяют по- лучить большие степени деформации в промыш- ленных условиях, является радиальная ковка (РК), которая применяется для изготовления вы- сокоточных длинномерных поковок различного сечения и профиля. Высокая дробность дефор- мации при РК достигается за счет применения специальной конструкции инструмента: вырез- ные фасонные бойки с радиусом выреза, близ- ким к радиусу поперечного сечения исходной заготовки. При ковке происходит многократное перекрытие очагов деформации, а действитель- ная степень деформации существенно превыша- ет расчетную [4]. Таким образом, целью данной работы явля- ется исследование закономерностей формирова- ния структуры и свойств конструкционной стали в зависимости от режима обработки при холод- ной пластической деформации методом РК. Материалы и методики исследования В качестве материала исследования выбрана конструкционная сталь 35Х следующего химиче- ского состава, % (масс.): 0,38 С; 0,25 Si; 0,57 Mn; 0,82 Cr; 0,17 Ni; 0,14 Mo; 0,008 S; 0,006 P. Трубные заготовки из исследуемой стали подвергали предварительному термическому улучшению. В шахтной печи СШЦМ 6.12/9 осуществляли закалку в воде от температуры 860 °С, время выдержки 30 мин. Далее проводи отпуск в шахтной печи СШО 6.6/700 при 570 °С в течение одного часа с ускоренным охлажде- нием в воде. Холодное деформирование труб- ных заготовок реализовывали в три прохода на радиально-ковочной машине SXP-16 с частотой 1000 ударов в минуту, заготовку при этом вра- щали вокруг своей оси со скоростью 25 оборо- тов в минуту с суммарной степенью деформации 54 %. Микроструктуру исследуемых сталей изуча- ли на микрошлифах с использованием светово- го микроскопа Olympus GX51 с программно- аппаратным комплексом SIAMS700. Число просмотренных полей для одного структурного состояния стали – не менее 5. Для выявления микроструктуры поверхность микрошлифов подвергали травлению в 4 %-м спиртовом рас- творе азотной кислоты. Тонкую структуру ста- лей изучали на трансмиссионном электронном микроскопе Technai G2 FEI при ускоряющем на- пряжении 160 кВ. Характеристики прочности и пластичности определяли на коротких цилиндрических образ- цах с начальным диаметром 5 мм в соответствии с требованиями ГОСТ 1497-73 [72] на универ- сальной гидравлической системе для статиче- ских испытаний «INSTRON-SATEC 300 LX». Испытания для оценки ударной вязкости про- водили в соответствии с требованиями ГОСТ 9454-78. Использовали копер КМ-30, испытания проводили при комнатной температуре, испыты- вали образцы типа 3 и типа 17 по ГОСТ 9454-78. Для выращивания трещины на образцах типа 17 использовали вибратор Дроздовского; испыта- ния проводили при температуре 20 °С. Результаты эксперимента и их обсуждение Для исследования влияния комплексной ме- ханотермической обработки стали 35Х трубные заготовки подвергали термическому улучшению для получения структуры сорбита отпуска, кото- рая обладает хорошей пластичностью при ком- натной температуре. Структуру стали 35Х, полученную в труб- ных заготовках после термического улучшения, можно идентифицировать как высокоотпущен- ный мартенсит с присутствием избыточной фер- ритной фазы. Результаты металлографического анализа показали, что вблизи наружной и вну- тренней поверхностей структура стали несколь- ко отличается. Так, вблизи внутренней поверх- ности трубы наблюдаются участки феррита в количестве около 25 %, выделившиеся преиму- щественно по границам бывших аустенитных зерен (рис. 1,  а ). Это можно объяснить низкой