OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 275 MATERIAL SCIENCE была увеличена до 40 минут, плотность полос деформации достигла максимума, что впоследствии привело к фрагментации зерен. Случайная кристаллографическая ориентация этих вновь образованных зерен отражается в более дисперсном и хаотичном распределении цвета на карте рис. 3, в. После 60 минут дробеструйной обработки распределение цвета не показало существенных дальнейших изменений, что свидетельствует о стабилизации процесса фрагментации зерен и насыщении плотности полос деформации. Измеренный средний размер зерен в зависимости от продолжительности дробеструйной обработки согласуется с данными микроструктурных наблюдений. Размер зерен в целом уменьшался с 100 мкм (0 мин) до 62 мкм (40 мин) и, наконец, до 57 мкм (60 мин). Общие данные подтверждают, что дробеструйная обработка эффективно измельчает зерна γ-Fe. Проведенный нами анализ карт низкоугловых границ зерен (LAGB) образцов, подвергнутых дробеструйной обработке различной продолжительности, с границами углов разориентации менее 15° показал, что значительная доля LAGB наблюдается во всех условиях. Количественные данные, представленные в табл. 2, показывают значительное увеличение доли LAGB после дробеструйной обработки. В частности, эта доля выросла с 27,4 % в необработанном образце до более чем 70 % во всех образцах, подвергнутых дробеструйной обработке, что подтверждает высокую плотность LAGB в результате процесса. Примечательно, что значение 69,2 % было достигнуто всего за 5 минут обработки. Эти результаты показывают, что дробеструйная обработка генерирует большое количество дислокаций. Во время пластической деформации эти дислокации запутываются, и их движение затрудняется такими препятствиями, как границы зерен и границы двойников, что приводит к образованию дислокационных скоплений. Последующее накопление и реорганизация этих дислокаций приводят к образованию наблюдаемых низкоугловых границ зерен. На рис. 4 показано изменение твердости по глубине (рис. 4, а) и для образцов при различной продолжительности дробеструйной обработки (рис. 4, б). Дробеструйная обработка значительно увеличила твердость поверхности, которая возросла с 300 HV до 743 HV по мере увеличения времени обработки с 5 до 30 мин. Дальнейшее увеличение времени обработки до 60 мин. показало незначительный рост твердости до 774…785 HV. Это максимальное значение твёрдости приближается к наивысшей твердости, достижимой в высокомарганцевой стали путем поверхностного ударного упрочнения, как сообщается в литературе [10, 16, 17, 24]. Для всех образцов, подвергнутых дробеструйной обработке, твердость постепенно уменьшалась с увеличением расстояния от поверхности, в конечном итоге она приближаясь к уровню образца без обработки. Небольшой выброс твердости на глубине 0,7…0,8 мм (рис. 4, а) не влияет на общий тренд снижения твердости с поверхности по глубине упрочненного слоя и связан больше всего с особенностями металлургического процесса. Толщина упрочненного слоя, определяемая как глубина, на которой твердость составила не менее 450…500 HV, находилась в последовательности 20, 170, 310, 480 и 600 мкм для образцов, обработанных в течение 5, 10, 15, 40 и 60 минут соответственно. Примечательно, что градиент твердости становился все менее выраТ а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Изменение доли низкоугловых границ зерен в исследуемых сталях при различном времени дробеструйной обработки Change in the proportion of low-angle grain boundaries in the studied steels with diff erent shot peening times Время дробеструйной обработки (мин) / Shot peening time (min) 0 5 10 15 40 60 Доля малоугловых границ зерен LAGB (%) / Low-angle grain boundary fraction LAGB (%) 27,4 69,2 74,5 79,9 79,3 74,3
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1