ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 40 ТЕХНОЛОГИЯ 0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 h, мм ΔHV, % ВДУ при 100°С ВДУ при 200°С ВДУ при 300°С Рис. 12. Изменение степени упрочнения по глубине поверхностного слоя после ВДУ при различной температуре синтезированного образца из алюминиевого сплава АМг3 Fig. 12. Change in the degree of hardening as a function of depth through the surface layer after wave deformation hardening (WDH) at diff erent temperatures for the synthesized 97Al-3Mg aluminum alloy деформации, но процессы разупрочнения еще замедлены. При ВДУ в материале генерируется высокая плотность дислокаций и происходит их хаотическое распределение, а при достаточной степени деформации – формирование ячеистой и фрагментированной субструктуры. Вклад в упрочнение также могут вносить механическое двойникование и образование полос скольжения. Причиной снижения твердости после ВДУ при высоких температурах может быть активация процессов рекристаллизации. Высокая температура обеспечивает достаточную энергию для переползания и аннигиляции дислокаций, накопленных в процессе ВДУ. Может происходить растворение дисперсных выделений карбидов и нитридов, играющих роль барьеров для дислокаций. Сталь 04Х19Н9 является аустенитной и не претерпевает фазовых превращений при нагреве и охлаждении. Однако при деформации в интервале 300…500 °C возможно образование мартенсита, что может давать дополнительный вклад в упрочнение [38]. При 700 °C мартенситные фазы нестабильны, а упрочнение обеспечивается исключительно дислокационными механизмами. При температурах выше 800 °C начинается первичная рекристаллизация с образованием новых равноосных зерен, что приводит к резкому падению твердости. Для стали 30ХГСА при нагреве до 500 °C структура представляет собой феррито-цементитную смесь (сорбит отпуска). Деформация в этих условиях способствует дополнительному дисперсионному упрочнению за счет выделения карбидов из пересыщенного феррита. Сталь 18ХГС ведет себя аналогично, однако меньшее содержание углерода снижает потенциал карбидного упрочнения, что компенсируется более заметным вкладом деформационного наклепа (степень упрочнения до 50 %). Сталь 09ХГМНТАА отличается наличием сильных карбидообразующих элементов (Mo, Cr, V, Ti). Именно этим объясняется ее аномальное поведение при 900 °C: после падения твердости в интервале 700…800 °C (коагуляция карбидов, рекристаллизация) нагрев до 900 °C вызывает растворение крупных карбидов и обогащение аустенита легирующими элементами. При последующем охлаждении на воздухе из такого аустенита могут выделяться дисперсные карбиды (вторичная твердость) или формироваться бейнитно-мартенситные структуры, что дает повторный рост твердости до 242 HV (рис. 9). Алюминиевый сплав АМг3 (Al-3%Mg) относится к термически неупрочняемым сплавам. Основным механизмом его упрочнения является накопление дислокаций и образование ячеистой субструктуры. Рекомендуемый интервал температуры деформационного упрочнения 100…300 °C соответствует области, где диффузионная подвижность атомов Mg еще невелика, а возврат замедлен. При нагреве выше 300 °C начинается интенсивная рекристаллизация. При нагреве до 500 °C (≈0,5 от абсолютной температуры плавления) рекристаллизация проходит полностью, и твердость падает ниже исходной. По стали 30ХГСА и сплаву АМг3 экспериментально полученный диапазон температурного окна, эффективного для ВДУ, подтверждает высказанные ранее предположения. Результаты ВДУ по исследуемым материалам представлены в табл. 2. Анализ полученных эпюр распределения степени упрочнения по глубине показывает, что глубина упрочненного слоя при рекомендуемых температурных интервалах для сталей превышает 3 мм, для алюминиевого сплава – 8 мм.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1