ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Проведено исследование влияния комбинированной мегапластической деформации методами равноканального углового прессования (РКУП) при 450 °С и всесторонней ковки (ВК) с суммарной степенью деформации 60 % на структуру и механические свойства ферритно-перлитной стали 09Г2С. Показано, что комбинированная мегапластическая деформация обусловила получение ультрамелкозернистой структуры со средним размером зерен феррита 3,8 мкм, перлита 2,8 мкм с пластинчато-зернистой морфологией перлитных колоний со средней толщиной пластинок цементита и свободных карбидов менее первых десятков нанометров. Полученная структура обусловила  повышение предела текучести по сравнению с исходной крупнозернистой структурой на 44 %, предела прочности – на 32 %. Наблюдается рост пластичности в 3,5 раза по сравнению со значением, полученным для стали в состоянии после РКУП. Результаты  показывают возможность применения комбинированной обработки РКУП+ВК в качестве технологии изготовления заготовок сложной формы с повышенными прочностными свойствами и достаточным сохранением пластичности за счет создания  ультрамелкозернистой  структуры с наноразмерными карбидами.

Список литературы
1. Isothermal upset forging of AA5083 after severe plastic deformation by ECAE / I. Puertas, C.J. Luis-Pérez, D. Salcedo, J. León, R. Luri, J.P. Fuertes // Procedia CIRP. – 2013. – Vol. 12. – P. 288–293. – doi: 10.1016/j.procir.2013.09.050.

2. Luis Pérez C.J., Salcedo Pérez D., Puertas Arbizu I. Design and mechanical property analysis of ultrafine grained gears from AA5083 previously processed by equal channel angular pressing and isothermal forging // Materials & Design. – 2014. – Vol. 63. – P. 126–135. – doi: 10.1016/j.matdes.2014.05.048.

3. Plastic forming of the equal-channel angular pressing processed 6061 aluminum alloy / W.J. Kim, Y.K. Sa, H.K. Kim, U.S. Yoon // Materials Science and Engineering: A. – 2008. − Vol. 487, iss. 1/2. – P. 360–368. – doi: 10.1016/j.msea.2007.10.069.

4. Shi B.Q., Chen R.S., Ke W. Effects of forging processing on the texture and tensile properties of ECAEed AZ80 magnesium alloy // Materials Science and Engineering: A. – 2012. – Vol. 546. – P. 323–327. – doi: 10.1016/j.msea.2012.03.036.

5. Структура и свойства магниевого сплава Mg-0,3%Ca после мультиосевой деформации и равноканального углового прессования / С.В. Добаткин, Л.Л. Рохлин, Г.А. Салищев, В.И. Копылов, В.Н. Серебряный, Н.Д. Степанов, И.Е. Тарытина, И.С. Курошев, Н.С. Мартыненко // Металлы. – 2014. – № 6. – С. 70–79.

6. Ефимова Ю.Ю., Копцева Н.В., Никитенко О.А. Исследование состояния карбидной фазы после наноструктурирования и последующего волочения низкоуглеродистой стали // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. – 2009. – № 3. – С. 45–48.

7. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства. – М.: Академкнига, 2007. – 398 с. – ISBN 978-5-946282-17-8.

8. Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 1. – P. 1–29. – doi: 10.1016/S1359-6454(99)00285-2.

9. Пластическая обработка металлов простым сдвигом / В.М. Сегал, В.И. Резников, А.С. Дробышевкий, В.И. Копылов // Известия АН СССР. Металлы. – 1981. – № 1. – С. 115–123.

10. Valiev R.Z., Korznikov A.V., Mulyukov R.R. Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation // Materials Science and Engineering: A. – 1993. – Vol. 168, iss. 2. – P. 141–148. – doi: 10.1016/0921-5093(93)90717-S.

11. Структура и свойства стали Ст3 после теплого равноканального углового прессования / С.В. Добаткин, Р.З. Валиев, Н.А. Красильников, Г.И. Рааб, В.Н. Коненкова // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2000. – № 9. – С. 31–35.

12. Влияние режимов равноканального углового прессования на механические и магнитные свойства стали 09Г2С / Э.С. Горкунов, С.М. Задворкин, Л.С. Горулева, Е.А. Туева, И.Н. Веселов, С.П. Яковлева, С.Н. Махарова, П.Г. Мордовской // Дефектоскопия. – 2012. – № 10. – С. 18–27.

13. Влияние режимов объемного наноструктурирования мегапластической деформацией на свойства конструкционной стали / С.П. Яковлева, С.Н. Махарова, П.Г. Мордовской, М.З. Борисова // Перспективные материалы. – 2011. – № 13. – С. 961–967.

14. Microstructural evolution in a commercial low carbon steel by equal channel angular pressing / D.H. Shin, B.C. Kim, Y.-S. Kim, K.-T. Park // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 9. – P. 2247–2255. – doi: 10.1016/S1359-6454(00)00028-8.

15. Park K.-T., Shin D.H. Annealing behavior of submicrometer grained ferrite in a low carbon steel fabricated by severe plastic deformation // Materials Science and Engineering: A. – 2002. – Vol. 334, iss. 1/2. – P. 79–86. – doi: 10.1016/S0921-5093(01)01796-8.

16. Dynamic deformation behavior of ultrafine-grained low-carbon steels fabricated by equal-channel angular pressing / B.C. Hwang, H.S. Lee, Y.G. Kim, S. Lee, B.D. Ahn, D.H. Shin, C.G. Lee // Metallurgical and materials transaction: A. – 2005. – Vol. 36, iss. 2. – P. 389–397. – doi: 10.1007/s11661-005-0310-1.

17. Ultrafine grained dual phase steel fabricated by equal channel angular pressing and subsequent intercritical annealing / K.-T. Park, S.Y. Han, B.D. Ahn, D.H. Shin, Y.K. Lee, K.K. Um // Scripta Materialia. – 2004. – Vol. 51, iss. 9. – P. 909–913. – doi: 10.1016/j.scriptamat.2004.06.017.

18. Effect of hardening friction treatment with hard-alloy indenter on microstructure, mechanical properties, and deformation and fracture features of constructional steel under static and cyclic tension / A.V. Makarov, R.A. Savrai, N.A. Pozdejeva, S.V. Smirnov, D.I. Vichuzhanin, L.G. Korshunov, I.Yu. Malygina // Surface and Coatings Technology. – 2010. – Vol. 205, iss. 3. – P. 841–852. – doi: 10.1016/j.surfcoat.2010.08.025.

19. Structure, mechanical characteristics, and deformation and fractures of quenched structural steel under static and cyclic loading after combined strain-heat nanostructuring treatment / A.V. Makarov, R.A. Savrai, E.S. Gorkunov, A.S. Yurovskikh, I.Yu. Malygina, N.A. Davydova // Physical Mesomechanics. – 2015. – Vol. 18, iss. 1. – P. 43–57. – doi: 10.1134/S1029959915010063.

20. Целлермаер В.Я. Субструктурно-фазовые превращения при интенсивной пластической деформации металлов // Известия вузов. Черная металлургия. – 1999. – № 12. – С. 44–49.