ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 270 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ с сохранением ударной вязкости; именно поэтому стали Hadfi eld идеально подходят для применений, требующих износостойкости и способности к упрочнению при деформации. Например, в горнодобывающей промышленности они используются в качестве футеровок конусных дробилок, подвергающихся чистому вдавливанию (упрочнение при деформации) и абразивному износу (износ). В связи с возросшей потребностью в увеличении срока службы отливок продолжается разработка материалов, связанных с высокомарганцевыми литыми сталями [5–10]. Как правило, отливки, такие как железнодорожные переезды, футеровки, рабочие колеса, лопатки и молотковые щековые дробилки, изготавливаются методом вакуумного формования (V-процесс) и методом самозатвердевания в песчаных формах. Эти отливки необходимо подвергнуть термической обработке (закалке в воде) перед использованием, поскольку эвтектические карбиды на границах зерен аустенита, образующиеся при охлаждении после литья, снижают ударную вязкость [10–14]. Далее готовые литые детали поступают в эксплуатацию. Однако на ранних стадиях эксплуатации может происходить значительный износ, прежде чем вблизи поверхности разовьётся достаточное упрочнение. Необходимо отметить, что в области аустенитных марганцовистых сталей опубликовано множество высококачественных научных статей и монографий, посвященных в том числе их механическим и микроструктурным свойствам [3–14]. Количество статей, опубликованных в области разработки за последние два десятилетия, выросло почти в 3 раза [15]. Можно заметить, что число опубликованных статей значительно увеличилось за последние два года, что свидетельствует об активной работе многих исследователей над разработкой сталей этого класса и способов обработки. Хорошо известно, что высокомарганцевая литая сталь подвергается упрочнению поверхности при ударной обработке во время эксплуатации, что приводит к образованию поверхностно-упрочненного слоя. Износостойкость зависит от толщины и максимальной твердости поверхностно-упрочненного слоя. Однако в большинстве отливок из высокомарганцевой стали износ и разрушение легко случаются на ранних стадиях эксплуатации, когда упрочнение в процессе эксплуатации не происходит в полной мере. Для повышения износостойкости и сопротивления деформации были предприняты значительные усилия по упрочнению поверхности отливок из высокомарганцевой стали перед использованием. Типичными процессами поверхностного упрочнения являются высокоскоростная ударная обработка, взрывная закалка, многократная ударная закалка и дробеструйная обработка с применением воздуха [15–22]. Каждый процесс поверхностного упрочнения имеет свои преимущества и недостатки [23–27]. Поверхностно-упрочненные слои, образующиеся при высокоскоростной ударной обработке, взрывной закалке и многократной ударной обработке, имеют относительно большую толщину. Однако эти процессы требуют дорогостоящего оборудования и неприменимы к отливкам со сложной геометрией. Дробеструйная обработка – это процесс упрочнения поверхности, который в основном улучшает поверхностные свойства материалов путем высокоскоростного распыления мелких частиц. Его суть заключается в использовании энергии удара частиц дробеструйной обработки для приложения ударной силы к поверхности материала, что вызывает пластическую деформацию поверхностного слоя, образование сжимающего напряжения [8–12], повышение механической прочности, износостойкости, усталостной прочности и коррозионной стойкости [18–20, 28–29]. Кроме того, энергия удара может способствовать измельчению зерен, улучшению микроструктуры [28, 29] и, таким образом, повышению их общих характеристик. Хотя многочисленные макроскопические исследования единогласно подтверждают, что энергия удара при дробеструйной обработке оказывает значительное упрочняющее воздействие на улучшение свойств материала, но конкретный механизм взаимодействия между распыленными частицами и поверхностью обрабатываемого материала во время дробеструйной обработки до сих пор плохо изучен на микроскопическом уровне. Аналогичным образом в академическом понимании основных принципов измельчения зерна и микроструктурных изменений, вызванных ударной энергией, до сих пор остается много неясностей.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1