OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 2 2025 207 MATERIAL SCIENCE к производству и обработке, что, с одной стороны, определяется возникновением нового механизма деформации – образования деформационных микрополос (microbund-induced plasticity, MBIP) [5, 6]. С другой стороны, при нагреве таких материалов наблюдается явление старения – выделение наночастиц κ’-кабидов, B2- и (или) DO3-фаз [7–10], что сопровождается значительным упрочнением и снижением пластичности. Структурообразование легких аустенитных сталей при холодной пластической деформации на данный момент изучено в основном в процессе холодной прокатки и одноосного растяжения [5, 11–13]. Высокий уровень энергии дефекта упаковки (ЭДУ) таких материалов (60…120 мДж/м2) при комнатной температуре определяет дислокационное скольжение в качестве основного механизма пластической деформации [1]. При этом явление ближнего упорядочения из-за легирования алюминием вызывает деформацию за счет формирования микрополос в плоскостях {111}. Установлено, что на ранних стадиях деформации (ε до 10 %) в стали Fe-28Mn-10Al-1C формируется решетка Тейлора из дислокационных микрополос двух разных систем [5]. С увеличением степени деформации происходит накопление разориентировки между доменами решетки Тейлора, что после ε = 60 % приводит к фрагментации исходного аустенитного зерна на субзерна. В то же время существуют и другие способы деформационной обработки, которые позволяют реализовать высокие степени холодной пластической деформации без образования трещин, – например, радиальная ковка [14, 15]. В последнее время было показано, что при холодной радиальной ковке с большими степенями (до 90 %) в аустенитных сплавах могут формироваться гетерогенные структуры [16–18]. Это явление обусловлено неоднородным распределением действующих напряжений и температур по сечению прутка в процессе деформационной обработки. Так, в момент обжатия на поверхности прутка действуют высокие сжимающие напряжения, а в сердцевине – умеренные растягивающие. Помимо этого, из-за внешнего охлаждения водой и деформационного разогрева центра прутка наблюдается градиент распределения температуры по сечению. Однако влияние радиальной ковки на структуру и свойства легких аустенитных сталей требует отдельного рассмотрения. Цель данной работы: исследование эволюции структуры и свойств легкой аустенитной стали Fe-21Mn-6Al-1C в процессе холодной радиальной ковки. Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи: − определить влияние степени деформации на структуру в поперечном сечении прутка; − определить влияние степени деформации на текстуру в поперечном сечении прутка; − изучить распределение микротвердости в поперечном сечении прутка в зависимости от степени деформации; − определить влияние степени деформации на показатели механических свойств материала из различных областей прутка. Методика исследований В качестве объекта исследования выбрана легкая аустенитная сталь Fe-21Mn-6Al-1C в виде прутков с экспериментальным составом, включающим в себя следующие компоненты (вес. %): 19,76 % Mn; 6,08 % Al; 0,25 % Ni; 1,01 % C; 0,004 % P; 0,004 % S; Fe – основа. Исходный слиток был получен из чистых шихтовых материалов путем вакуумного дугового переплава. После этого слиток был подвергнут горячей протяжке в интервале температур 900…1100 °C с целью получения прутка для последующей холодной радиальной ковки. Результатом протяжки стала заготовка в виде прутка диаметром 39 мм, который подвергали отжигу (аустенитизации) при 1050 °C в течение 2 ч с охлаждением в воде. Последующую холодную радиальную ковку прутка проводили на радиально-ковочной машине со скоростью подачи 180 мм/мин, частотой ударов бойками 1000 уд/мин и вращением 25 об/мин. В процессе деформации пруток охлаждался водой. Было проведено четыре этапа ковки: от ~39 мм до ~34 мм; от ~34 мм до ~29 мм; от ~29 мм до ~24 мм; от ~24 мм до ~18 мм, что составило ~20 %, ~40 %, ~60 % и ~80 % относительной деформации соответственно. Микроструктуру исследовали в поперечном сечении прутка на тонких фольгах с использованием методов сканирующей электронной ми-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1