Механизмы формирования комплекса свойств деформированных малолегированных сталей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Г 5 ОД

5 ДЕ1{ т

НМИОИЛЬНА АКйДЕйЫ ИЖЛ УКгАГЗ

доиецькш ' охэйко-тезсйхчнкп 1кот;тту:

На правах рук;з;су

ПАшИКСЬКА- " Огена ГенрхХ.ьнй

ишзш' фомуванкй комплексу шистквостня деф0ш0ваба малолегованих сталей ^

Спац1альн1сть 01.04.07 "012нхз -гэгретго тШа"

АВТОРЕФЕРАТ дасвртацИ на домагашгя вчвнога «тпеня кандидата ф1зикс--мате;.:а'пгг1Ш2 нзук

Донецк: - 1994

^•.'.ч-ртаШ;! с рукопасом.

- *огз юэшнанп в Дснецьксму ф1зико-техк1чнсыу 1нсг,ггут1 ¡r-cvaal Академ 11 ¡¿лук Укра1нл.

jaífl KepiEJoat - доктор ф1зако-катеыатач221 наук.

гфофесор ЯАЦКО Олег 1вановяч;

->1ii:12h1 опснанти: дехтор ф1гюсо-катевет1гших наук, профэсор ПЛАТКОВ Bajseptñ Яковлевич

доктор .техи1чша ааук. ,

профасор БАРАНС© Олгксаядр Одаксандровяч

к-дуча cprsüLs;mlñ - 1ястатут черно! цгт&кургп НАИ Укра1ни

К2 ггс!-йШ1 i сшц1аа1зсвшшо1 вчеко! рад £ 016.32.01 прз Лсаешизку ф1зяа-гехн1чнауу 1а статут ¿ КАЯ Украины (340114, Лж.цьк-П4, вух. P.ürztcwSypr, 72)

3 лисер??и1е» koshk сгнгс-лг:»«.' ' з 01Qzie?em ' локецькпгс ;;2ИК0-Т1'ХЬ1ЧНСГ0 lll^tuтуть КАК Укр01НЕ.

к 'jLU&nicnafQ 1У94 р,

У'ягнлй сегратар • •

вчено* рад

ОсйЗВ S.H.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА гОБОТИ

У в1дпов1яност1 з 1сцуптами . наукоаими уя&леннямк, процеси формування комплекса механ1чких властивостей тХсно зв'язан1 а характеристиками дислокаШйло! структура. 3?'.н1е-н1 енергетичн1 впливи мотуть сприятк одерхэнню мат*р!ол1и г еисоким р!внем м1ин1стних та пластичних характеристик. Лл» насл1дком такого • вшшву- е п1двшцення густини дислокзЩД 1 зм1на IX просторового положения. 1з зьгалъно! тс «ж гору ц-п1двищуе термодинам1чну нест1йк!сть 1 в1льну енерг1ю систе-ми. Касл1дком цього е нестаб!льн1сть оскокшх характеристик матер!ала

В дан1й робот! питания формування 1 еволвцИ даслокац1й-еЫ структура вивчалось стосовно низьколегозаних маловугле-. цевих сталей, в яких ефект зм1инення досягаеться за рахунок особливо! система легування (малимя к1лькостями каро1до- та _ н1тридоутБорюшкх елемент1в)' у поеднанн1 з. регламентованос деформац1Яною обробкою - контрольованою прокаткою.

Анал1з- стану штзння показуе, що най01лыз. вичерпно вивчен1 питання структуроутворення. сталей в процес! • горячо! пластично! деформацП при температурах 700-900 °С 1 в процес1 -подалыиого прискореного. схолодження- до' температур 50С- 550-°С. Е1домо, що оснорл1 фазов! перетворення в сталях . завершуються' при 01лыв високих; температурах, але 1 в цьому температурному 1нтервал1 ще йдуть з прм1тною швидк1стю ' процеси рекристал!зац11 феритного ' зерна, вАдоочянку, поверненвя, вид1лення дисперсних часток. Б • той же час, дя група- процесАв, яка приводить до релаксацП

EHyrplsslz напрут 1 перерозпод1ду дислокац1£, внвченэ в ¿цлчни Mlpl менве.

Одвгх, сегрегвцИ .дом1анкх ûtomIb aa даслокац1ях :."-".inûïi заакоджата шдЮаону перарозпоЛлу i там lHTfnca®Hlso, чим 01дьав ефэктавна концешраЩя азоту i 'Ёуг.мцв. Через ив дута ймс<в1рн2ы уяьглеться uepeötr процвс1в дефрнащЯного етар1яая при шгзькис температурах под1Сно тому, як ца тс «ici» в вшадку холодно! i тепло! пластично! деОзриацН, ЗвтаяьЕ«. вгзчення структурннх зк1я при стар1нн1 стае оообдюо -вяжяивгм,- кола яргняти до уватг те, до товст! ■диета 1з стыей цьото тису айуштавть пряаявнн»,, гнуто та KscrysHlB звзрц1. Це ведэ до ванакн^аая додзткових вапруг гз д»5ориацИ. ЗОНьвбная розм1р1в конструкт® i пзр^таорзкня ix в MoaoElT ройдять оосЛяаво Еззлгшш арагування иесйззеки кртосого ругнувакня л1д вгшдои. дьформзцШюга стархяня.

Sí2Tl ПРШ. Осаовэшзавданшгм дисертацН буто вквчэкня Ф12нчно1 срврсая механ1з*1я, вязначаючих . осоШшвос?! форцуванн* каедексу ивхен1<шкг властавоетва малзперПтншс авзькслэгованжх стаже яря гарячиг шасгжчаШ деформацИ; ашчевня зрсаес!в вга&езЦ! ■'твердого розчина, дгсгжаиН, дасп&рско аид1д«нь в кг г v.c - : с -«г: îj- s-rjpi :*у zcanasoál,. сц'1ккз ствСЦгьвост! даслач^аЛг.-»;^ ег?;:гг7тт5, установления пргчЕН • низыюго р1вня ыосхчяа zarssœjÂrsas, • . ■ ' .

НАУКОсА HCS1Î3ÎU np'-iiií Ь23Н£Ч65*ЬСЯ' ре?у,гьтзташ1 вихоркгтьнна р1зках «»згадгя досд1д*енкя íструктурно! 1 кЛль-

KicHoi ивтамграЯ!. реатгйзосгруктураого •■ аавл1зу, амшИтузвозвдакюго i "А"-^- í тудэонй з а» еного вкутр^зньогс

тертя, метод1в математичво! статисгекн).

Одержан! нов! експериментальи1. дан!, як! дозволягть уточнити умови формування механ1чних властнвестеЯ нэтовугл»?-цеЕах низьколйгованих сталей типу 09Г2 з м!кродегуючими до-м1шками в процзс! контрольовано! прокатки як результат де-к1лькох ф!зичних дроцесгв нз структурному 1 субструктурноыу р1внях при температурах таг» температур зак1нчення гарячо! пластично! деформацЦ.

Основну роль в формуванк1 р1вня механ1чних властквостей в1д1грають динам1чна.'та статична рекристал1зац1я, а таксх -процеси- формування дйслокааИйю! структура в окремих кристал!тах фериту- п1д час гарячо1 пластично! деформацЦ при 700-900 °С. Соквз&но, що на м1кроструктурному р1ва1 комплекс механ1чних властивостей сталей корелюе з характеристиками частотно! криво! розпод1лу зерен по розм1рам. Вперше показано, що з оластичними характеристиками. найбШьш т1сно зв'язан! коеф1ц1ент асиметрП частотно! криво!- 0со<5лив1ств цих частотних кривих розпод1лу € реал1зац1я б!модального розпод1лу. ' -

Вперше показано, до вагомий внесок в р1вень механ!чних властивостей досл1джувавих сталей вносять процеси . данам 1чного п&рерозйод1лу. дом1шшсс атом1в у сйстем!: твердий розчин-дисперсн1 кар<5он1триди-дислокад11- в низькотемператур-ф н!й облает! 500-20 °С п1сля зак!яченпя .гарячо! пластично! деформэцП. Це приводить.' до зниження р!вня пласигших влвстивостей.

Установлено, що стан даслокац!йно! структури низьковуг-лецевих- сталей п1сля деформацЦ не е стаСЛльнйм 1 в област1 температур 20-250 °С в сталях проходять процеси Ьтар1ння,

як1 супроэоджуигся зи1ною енергИ зв'язху дислскац!2 з четкими i pmIhoe довжини рухомих дислокацШ. В результат! гащченнм xluoncta npoueclc стар1яня показано, що в сталях тиоге r-.zrj реад!з}еться двостадШаЯ процес розкдзду. пере-'•г.гйчс-н-го твердого розчину. Показано, що перша стецця гргць-су старишя яв'язака з лифуз1ев атсм!в еуглецю I азоту, Í'?=;'p»x'-Mx не гаслаксаЦях атмосфер» i еегрегз^П. Друга с'та-д!й -'Н'я'.аиа s утворекндм цередьидЬлен» кар01д!в та Н1гри-д!ь V, îfo, II на даслокаЩлх, оформлениям вадЬйень з втрвтою Kor»pei¡r:o=Tl рео1тка та нагтутзпш Ix рс-стск.- '

На основ! систематичного виэчекая сгектр1в внутр1шъо?о г*?ртй в амшЦтудноэздежзЗЯ та 8«пл!?удноа«зеде*Ш11й областях а д1алазснах I Гц, IQ" Гц, I07 Гц. ьпврве -установлено, ао параметра Q-i хзрактаргэують ступto завервеностЛ процасгв старйшя кхзькоЕуглеиэеах ulxpancroesmz сталей tticm?. гарйчо! iwacrjrœoi дефэрмацП..

МУКОВО-ПРАКТИЧКЛ ЗНАЧШСТЬ. Проведеа1 в jacepraiiíí до-сд1д*?няя ■ ро.ящяхпь ïtoj: про ф1гкчну пркрс-ду меххг1гл1в $ормуь4ашя ELiiacrstaocrel MluHocTi та агаствчи-хгг! легсЕаяхх cT."_-:v2 к сроцес! rapnol сдастнчно! деф^жяцП. Розаннут! в ..'pauí уяд2 ■• про Й0стазш.я1сть ^kosoks^IJ&ií слуктурк в : 'КГ i рЬ'.урН 12 (í; С*-2.50 t Д?-Н! про n^pvCir S

иьсму lsîipss.-.i TeMÄ-parj'p .npsusíCib елдьгэння вадЗзсксагэ: íss M-Lxj'71 sym Пгр*йгсен1 sa 1нг1 нетал 1чы1 магвр1али, дэ яках ■ звстгс: вустася нисокс^кгкрэтураа'сг-роска, з результат! яко! ¿оркуеться суОструдгурр. & пгдвиаекзс гугтшпю £!слскец!й.

£ процес! ¿осота аяа2деа1 к1льх1са'3 характеристике, макроструктура erase*. . як1 иогуть Сути ннкорйстзнл для оцШк» Ix якост! в умовах кфскЗшщтэа.

ОСНОВИ ПОЛОЖЕНИЯ, ЯК1 ЕИНОСЯТЬСЯ НА ЗАХИСТ:

1. Нзстаб1льй1стъ тонко! структура маловуглецевкх низъ-колэгованих сталей в низькатемпературн1Я облает! (20-500 п1сля зак1нчення гарячо! пластично! дефпркяци, яка проявдя-еться в динвм1чноиу перврозпод1л1 домйаних атом1в в систем i: твердей розчш-дисперсн1 частки-даслокацИ.

2. НаявнЮть ироцесу стар1ння при нагр1ванн1 Ыд 20 до \ 250- °С, який проходить через дв1 стадИ. Двостад1йн1сть про-цесу стэр1ння: перша стад1я процвсу стар!нвя пов'язама з да-5уз1ею атом1в С 1-я, створпочнх на дасдокац1ях атмосфер-/. 1 сегрегацП. Друга стад1я полягае в створенн! псредвид1день харб!д1в .та н!трид1в V. ,Nb, TI на дасдокац1пх, оформлонн! вид1лень а ьтрато» ними когерентност1 1 подальшям 1х ростом.

3. 0собливост1 статистичних характеристик частотних кризис. розвод1лу зерен фериту по розм1рам та 1£ вземозв'язок з комплексом механ1чних властивостей.

4. Результата статистачного &юл1зу значимост1 вшшву технсшоПчних парауетр1в виробництва, х1м1чного складу 1 к1льк1сних характеристик м!кроструктури j$a спсотереауввну вар1ац!в комплексу механ1тних властивостей-

■ • АПРОБАЩЯ ДРАЩ. Матер1али. дисертацП допов!дались на Всесоюзному сем!нар1 :"Пластична двфэрмац1я матер1ал1Е в умовах. зовн1шн1х 'енергетичних вплив1в" ( м. Новокузнецк, 1Э91 р.);. Всесоюзна науново-техн1чн1й канфэренцН молода вчених, 1нкенер1в "Створення i освоения ресурсоз0ер1гаючих технологов чорн1Й металург1!"(м. Донецьк, 1991 р.); VIII Всесоюзна нарад1 по .взаемодП м1ж дислокац1ями 1 атомами 'до-

i ¿л*.

míeok та зластивостями сплав1в"(м. Тула, 1991 р.); )Сем1лар1

е

"Структура 1 аластизос?! ¿агованих. сталей" (м. Ки1в, .199?. Г •VI сам1яар1 за участья 1нозешгх спе«1ал1ст1в "Структура ^глскцШЯ 1 шхан1чн! аластнвост1 метал!в 1 сплав 1в" («. ■ ^кгтераао-грг, хээа р. )

ПлЪДМКАЦИ. Оснсешй га!ст дисертацИ опуол1кованкй.в 7 -руховЕнкх працях, перьяХк яках наводиться в к!нц1

1ч-::-УКТ:-Т'А I ОБ'Ш ЛИСЕРГ4Ш. Дисяртец1я складаеться 1з встусу. 3 роэдшв,. тш'&выш. шсноек1а, 5 додатк!э, щгтоаано! Мтературя в-к1дысос?1 наймеауьакь. иХстгть -43 мадвшаг, ?■ тайяиць, загзльнна об'о: -175 :_-?ср!как изажаоласаого тексту, ш основного 126 стар.

Сса^ЕЯ! гшсаення, як! ааносятьсз. на захает, оула зтрахан! осооасто дисертЁЛтом.

. 38СС? ЯРАЩ

¿' агтухайЗ чгстин! оагрунтоаано ак?уальн1сть токи, сфгр- ■ цульсаза1 ката 1 цШ. досгХдакня, .адуковв новизна, кьукова тй практгчна звзч2»1сть резугьтаг!» та црнвздеа!- основн! та-ях! зашосяться на зшэют.

£ гярвоцу розахл! розгляяуто стая' .■штаныя. Гйкаггэо, -ао детально вйвчзе! штання етрукчтхзутворення сталей з ::;.:сц--с1 ггряяо! агветачаей «эформадИ пра температурах Е2-зз 700-АХ) длэ назькотеипаратура!' пришей структурах гм1н в стал! п1сля коатрольованс! прокатке вавчен! н«д:>стат-ньс.

Друг** розди ■ врвсЕЯчека® вийеру. оо'огга 1 мзтодХе Д0СЛ1ДЖ6.ЧВЯ. Иатврхалом зла досяЩвшя була ооран! маловуг-лацев! назьковеговая! стал! теду 09Г2ФВ, ОЗГШЛ а!адя

чонтрсльованс! прокатки. Досд1дау28Н1 зразкз мели р'.г.^': х!м1чний скл8д, р!зн! технолоПчн! пзраыэтри .-»формам] 1 з!др1знялксь р1внем механ1чких Еяветивосг^й-. До^^вг.-ллс* таяоз ан&лог1чн1 стал! виросшщтва ф!рм НХмеччкни, Аес-рИ. ЯпонИ, 1тал11, ФранцИ. Для" проведения . Енутр!шьому тертю ваксря^говувалось вркюз-зад1зо та зии1'с?? таете зал!зо. Матер1ал. викорпстозувався як в стан!, тан 1 Шсяя зШаловання на прэтяз! 2 г>;ддн п?:: т-;1-ператур! 200-600 °С, а.такс» в процзс! штучнл'-о . 180-220 °С трявэл1стю в1д 10 хвилга до 20 годен.

Для- дссл!дхэння вигэвказзких матер!ал!в застосовуээгдг:-р!зноман1тн! католики: йетода статисткчкех-о анализу, струн-, турва 1 к1яьк!сна металсграф1я, вш!ри м1крсгвврдост1, геноструктурний анал1з, вим1ри параметра внутр1анього тертя и'амплитуднозалежнЗЯ та акшктудояезалекн!й областях вим!ру на частотах I ГЦ, 105 Гц, Ю7 Гц ь 1ятвраая1 температур в!д -Г70. дс +250 °С як в вак/уч! (Ю-3 им.рг.ст-), так 1 на по. в!тр!. Проводались визначгнвя механ!чнкх властнвостей в!дяо-сного видовжзння, ударно! в'язкост!, тгмчасового опору, нех! ' текучоси. •

3 третьому розя1л! приведен! результата ел!дуючкх до. сл1дж9нь: .

'. 1. Вквчалась 'залвгся!сть. механ!чних властивистей тозею-лиитобого прокату в!д 8ого х!м!чного складу 1 технолог!ч:шх параметров виробництва методом ннояинного регресивного шь-л1зу. Було розглякуто 420 р!знах плавок стал!. "Накогшчешй маоиз статастячнкх даних. Оув згрупований в окрем! виб1рки в залежност! в!д марки ствл! та завсда-виробника б&зяереривно-литого. слябу. 1з ви01рок виклшалиоь пйпаданвя 1

вживалась пврев1рхе нп й!даов1дв1сть закону нормального р^под1лу 1 в1дсутн!сть взаекаоскоральованих фактор1в. Буж г^г-удоЕйк: регресШн! ко да л 1 I 1 II порядков для сл1дуючи2 мрг.ак1«иш; хараютерастик: cв.a0.2•c• КС7~15,КОТ60. Анал1з ре гр« с шик моделей первого порядку показав, до най(?1льЕ Г: ¿гейше» 1а групн карС1до/творадчих елемент1в с Т1 та НЬ. Б ¿осл!д«еноцу Иггервад! склад1в (з тшх, обушвланих ТУ) для гтаг! ОЗГ20Б не »1дзн8чаеться псгкпшшй вшшв V на ^Д2сткчн1 та в"йгк1са1 характеристика. Для уточнения «оделе£ ёдолгош . мааовагом1 фактора ня осдаЫ анал1?.у «сделей г-раэго асрядку 1 в модель зносааись пара! вгаемэдП С-7, с-ЯЪ, С-Т1, И-НЬ, Н-Т1. В-¥ I 1Е31. Ва>гвн.адсь, ко .р1вняннл другого порядку з 01яьвов. иовнотов ссксувть и!да1стн! в^аетгвсет! в аорХшяна! з шшстшвзае. Наваиьв знзчизааа Фаяторзаа, як! обусаовдшть окзетачи! Еластавсстг, е взаемо-д!в С-И 1 С-'Го, Ш» ксазуе на ноо0х1лг1с?ь б1дьа давногс до-слдвдшя цроцасЮ аа*1яэаня хараше, нИрйд!в, кзр0он!.трз- . ,Ив в ярсиасд прока-яа -метагу, при содадьггоцу 2ого к ыш?нуванн! I щи експяуатецИ. .з аютою вяяаденвя. прачка «зствОУпшосП шхая1чзих вяасяшостей стал!. Д1 ярсцэсг мо*уть праходвтн як С1д час прсжатга, в . результат! лднпчпж! ьзэемодИ дех1льксх мвхан!зм1в з.у1лнекай, так 1 на с-цгН остаточного формуеакяя структура п!сля дефзрыаи11..

2. Для переярки пряяуоення про мэжгивай зв'язок аестэ-01шюст1 »¿хан!чша вдаЬтаъостав з.авадзаст» прсдодання лроцос!в ЛДШЗК1ЧНОГО поаертаная, рекристад1за^.11, деформа-ц1Еного старшая Руда даел!двяна структура .ыавовуглецеаях назькавеговагао. стала® в ав'язку з р1внвм 1х мвхан1'шях аластивэстей за допомогсе »етодик к1льк1сво1' металограф!).

Визяачалась об'емяа доля фериту 1 розпидШ зерен га розм1рсм в д1агрзон! 0.26-60 мам. Кишк1сниЛ металограф1чниЗ аная1з показав, ajo шавки з високиш шистичяюш властивос-гяма характеризуются одаакови* об'емнии ви'стчч фериту в иэнтр1 та у поверхн! листа» hzcokod одвор1дн1ст» зерна ферита по ггерер1зу листа, в1дсута1стю текстура дефорыацИ. líe св1дчит1 про досить повне зрохогкення днв8м1чно1 рекристадгзацП кзталу. Для плавок з ечсокикй шгастичнинн i в'язк1сними характергсбкками спостер1гаеться логарифм I4i:c-нормаль не роз-яодиеяня зерен фериту по розм1рам (мал.1). При цьому максимальну частоту спостерехання мають зерна, у яких слизь-кий розм!р вздова та поперек напряму прокатки. Для плавок з . низыдаш дластичниме характе ристакаии реал1зуеться б1кодальний "закон розшд1лу зерен фериту. по розм1рам, що типово для мвтал1в з незакйпеним процесс»« рекристал!зац!1. В1дзаачаеться нер1вно«1рн1с?ь структура по ttspeplay хиста: б1льш крупЕий свредн1й ро?м1р зерна; яскраво проявлена р1з-нозернист1сть в. центр!; Oi-Ufiia ступ1нь витятнутост! в напря-. м1 прокатки. Необх1дно .в1дзначити, що. для сталей типу 0ЭГ20Б характерно 01льш крупна згрно, н1ж для сталей типу 0ЭГ2БТ, а такоа б1льший розб1т по розм1рам в центр1 *! на поверхн!. Цв дозволяе.припустити, вд для .сталей р1зних систем легування переважнши виявляються- plSHi мэхан1зми змшнення: для сталей, лёгованих V i 'Mb це в основному суОструктурне . зм!циення, для сталей з № l Ti - зернограничне змЩнення;

В1дпов1дао л1тературним давим. частота! крив! розтод1лу зерен по розм1рам в- логарифм1чних координатах повинн1 оути симетричними. Асиметр!я, яка спостер1гаеться в цьому : .нипадку, ймов!рн!ше всього обумовлена суперпозиц1ею двох

jL

•Ч

; f.

'/.? «\ Л

í;ti »! ' " %

А. !

12 4 5,40 н,г is PûSHep aepHà.H*-«

*i ^ j'í-г <i,2 te Размер 3cp*&.»*¡-#

Яел.1 Частота! kusî рэзаодигу зерен íepary

ПО fCSKlpCM

s - плавка. 2 piase« мехаЕ1чнах вл^гтквигтей'

raxsa осумовлена* техй!чшз® указав; б - плавка ampiase» ме!ан1чнЕ£ ьаагтЕвостей

ноте обу&свлбвзд ?ехн!чними у»:в£.ж. 1 - вздова нгщашу. прокатка; 2 - поперек. —— центр зрззка; --поверхня зразка.

частстних кривих, в1дпов!дяо для кргпних 1 мплкх зерен. По ьлгляду одержан! частота! хржЫ розпод1лу мокна роэдшнта аа 2 тали: з позитивном та негативним :ссе^11и1еатои асиметрП. При чому зразки, котр! йавть висок! щастичн! аластазсст1, характеризуются негативним коефщ1ентон асгметрП. Поз-дтю-нкй корф1ц1ент асикетрп спсстер!гэеться у плавок з низьккм значениям.вАдносного видовження 1 ударно! в'язксст!. М!.ал1з частотна, кривих розпод!лу в напрям1, перпендикулярному >•«-пряму прокатки показав, вд 1 на них тея спостер1гавться ви~ явлен! законом1рнос-,1. Визчення м!кросгруктури дозволили ■ п!дтвердита пртущзння про зв'язок нестаб!дьпсст1 механ1чнга властивостей !з ступеней- проходання процес1э ааклепування, динам!чно! рекристал!зэд11 ■ при контрольовав!й прокати!.

3 метою 01льш глибокого- вивчення зз'язку структура з мРАан1чнкет вяастивостями-, Сули введёд! кр1м стапдартакх к!льк!снех характеристик (середнШ розм1р" зерна, доля структур них сюгадових), сл!дувч! умовн! характеристики: ко-еф1ц1ент неоднор!дкост1 зерна фаркту по шрер!зу листа, який вкзначаеться !з- сп18в1даошвння:

' де:. с^д- серэдн!й умовний розк!р зерна фарита центр! листа вздоян наяряму прокатки; середн!й' умовний розм!р зерна фериту б1ля поверхн! листа вздовя напряму прокатки. КоефШент Форш зерна, якйй вкзначаеться 1з сп1ве!дношйння:

* —...... »

де: <)§- сврадиШ умовяя® рсзм!р зерна фариту в центр! жста Еадовк напряму прокатка. КоефШвнт ЕваюорШост! струил», «кий вазначаеться 1е сшва!двоввЕВя:

- *

Щс

лэ: *®ц. ват стетурно-а1льяого фэриту в

цэвтр! та 6Ш поверхн!.

Зослданн* характеру з&вазааост! иехла1чних елсстишстей в1д к!дьк1сша харшстерксяес одаорИаос?! м1кроструктура для стаде! талу 0ЭГ25Т га ОЭГ28Б вокаг&ш. вр в!н р1звий для Шдого ряду харшсгеряста?*. При . ро*глад1 • дня однШ марка стах! в1»1чаетьс« р1зна2 1х характер для пдагтачних.. агастиэостой пра стичаьцу та данаи1чйо«у наваагааавн!. Результат» авааЗау дозвсдд зробгш аигЕовок, -во. комплекс ьласпшостей сгга1 форкустьм в рззультзп сяШяого Енеску д&Шшссх мехьн1ааа15 змищевая, серед яюа для ста»»« типу 09Г2БТ зяачя7 роль аШгрве аарзограйЕ^аг зиНшення, а для стадай асу оэгааБ ~ суситруктурыа,

Дяя д1т»рирына* цьсго васаовху цроводошсъ ЩхрзтеврдасП. як 1втоградшЛ харакгергстяка суоструктг[х* Века показал*, чо »Шфотввр*1сть фвргру стая! 09Г2БТ зм1яь-вться в б1ль» еароках махах, а!» »и стал! ОЭ12Ж. Лея сталей твду 09Г25Т з нвэыовш лдастячшва ааастгвостяш!

характера! б1льш висок1 значения м1кротв8рдост1, як! хэрактеризуються сзльш шсоким стандартном в1дхиленням 1 ковф1д1внтсм вар1вд11. По результатам вим1р1в м1кротвердост1 проведено авал1з взяемозв'язку Нц I мехаи1чних властивостей стал!. Характер з&лежиостей'для сталей з р!зними системами дйгувзння НЬ-Т1 )■ виявився р1зним для р1зних

механ1чних характеристик. При цьому для вс1х сталей

хагзакторна зворотня залекнгсть м!з величинами о„ та! а (з

3 I

ростом одн1е1 характеристики друга зттуеться). Для сталей 09Г2ЕТ такоа характерна зворотня залелш1сть м1з значениями КС?"15, ШГ60 с одного Оску та б з другого. Таким чином, анал!з задеззоствй нехан1чних властивостей | в1д м1кротв8рдест1 Шдтвердив висновок про р1зний характер фор-муванЕЯ ксяшдексу властивостей в сталях з р!зними системами дегування. , • " _ ■

Для одэвгання . додатково! 1в$ормац11 буш виконан!

1

дослЛдезння тонко! структури сталей з використанням ректге-воструктураого анал1зу. з наступним Фур'е-г-- :. творениям про-ф1дя рвнтпзн1ЕСьхо1 л1н11. Показано, то сталь 09Г2ФБ мае 01льа1 значения м1кродефэрыац11 кристал1чно! реш1тки 1 мен-рй розм1р- снЗлзстей когерентного розс1ювання, н1ж сталь .05Г2БТ. Аяал1з за"С:з;остег механЛчнгх властивостей в1д значена ЕЕПругя II роду, розм1ру блок1в та густини даслокац!й показав, ®> для . стал1 СВГ246 внесок субструктурного зы!цнення повинен бути.значно вагом1лшм. В той же час, сто-' стер1гаекйа - аномалышй р!ст значень КС7~15 1 КОТ-60 для

сталей 09Г2ФБ. КСУ-15 для сталей.....09Г2БТ при високих

значениях м1кродеформац!й не може оути пояснений т1лыш з •аозщ!3 суоструктурного та зернограничного змИдаень. Значний.

еклзд hqheehI SEQCiiTZ I уехан1зьа, Kfd. впливають на rjxcMicrrb Д2сглкгц1й I ступень зекрИьдэння нерухомих

3. Зггзльког характеристикою рухомост! дислокацМ 1 про-*зс!з дгспарсшгх фаг moss сл^йта зм1на власгаво- •

crea сгзл! в npc^ecl зтучного стар!ння. 3 мал.2 видно, цо «зг niela Ейлвн1сть дбох . максимум!в м1кротвердост1 для гг.г202; з нгссхгкг значенная Ö, KCV"1 5,ШГ0°, т0д1 як у зргг:-:1в з Егзадзз1ак2£1 вяаетивостями дру'Ьий максимум ч1тко es ílxcvezbca. Характер sulsn м!кротгердост1 в яродес! ai-уч-нггс üisplHHH дэзБаляз езсти -кову про двастад^йгей процес crapie-s з piBsoa ebzssIcto прохощшння. процес!в формування ыкосфер на дюлскгхЦях, £яд1лешш дисперсних чэсток.

Тгквд Ч2ЕОМ, зрззки з васокши пластичнимя властивостями szzszxzch пргкетгнэ ЕбшетарЗвзима.' Дослздаення показали, що písssb плзсгачних характеристик сталей визначаеться р1зним стугэзва проходгзЕня процес1в ввд1лення часток i формування sTü2oícp ка дгслоквЩях. ¿нзнадьну галезш!сть ударно! в'яз-кэст! в!д р1взя «licpo^g¿£p,:a¿Ufl рёш1тки можна пояснити там, ^з к1крадзфот&Ец1я зглегзгь в1д • концентрацН атом!в.

S25pOB3Ä232Sa Е TESp£OJ¿y' p034Z3i. JíapS3 Ц6 В ТИХ ЗрЭЗКаХ, Д8 ' стгр±ЕЕЯ Ез upoSsso, гтаз. Елроваданая (С,Н) ^щшкають дзфор^'Д! враггалАчно! ресИкз.. По' wlpí Ix верехсду. н г-гкэс^ери дгглэгацШ i ^cnepcuí чгсткк, р1еэкъ Mli^v. ¿формата зндгугп.га. ans зянгуеться i • к1льк1сгь' рухомих ^злохгШй, що - Я приводить до зшаоння - пластичних харахтеггкпгк.

Для одергзння додатхозо! 1нфэрмац11: про природу сргцге1в. f-Ki ¡фсходягь гйд час стучногз CTáplHkííi. вивчаЛй

û

Мал.2 йЛхйэ ы1коотвеодр071 ферггу s етоцгс! ~гз^гегсго стар!ння прг 2QC С еа пзсгяз! ТЕ; гзда

■ а- шзнкг з plBHSM kaxssteEzz aracrssocreS нктпе оОуноадевнх yncssxz;

5- ПЛ23НИ О- р1лнен ?гЗХ231ЧЕ22ВЛгСТИ303ТВ2

ваза обумсалэшп: TezslsHEini узюзгаэ.

вплий температуря стар!ння яа к1нетику процесу. Температура стар!ння приймалась ча р1вн1 180, 190, 200, 210, 220 °С, тривал!сть- стар1шя в1д 10 хвилин до 20 годин. Вузькяй 1н-тервал зм!ни температури дае можлиМсть ввакати, що число центр!в зародкення передвид1лень залишаеться приблизно пос-т1йним 1 зм!на швидкост1 стар1ння пов'Шана !з змЗлою л1н1й-но! швидкос-т! росту передвадхлень. Ця величина, в свою чергу визначаеться дифуз1йною рухомЮтю атом1в, формуючих паредвид!лення. Для описування температурно! залежносЯ часу досягання максимально! м!кротвердост! вйкориоталч влраз:

%Ф

тша2= т0*е"® , дз таах_ час старшая до максимально! м!кротвердост1; <zQ - передекспоненц!альний множник; . R,T - ун1версальна газова пост1йнв! температура; аеф - ефективна енерПя.ьктивацИ дафузП.'

Одержан! дан! використовувались для' ор1ентоьно1 оц!нки величин. 1з них виходить, що енерг!я активацП першог стад!! процесу знаходиться в межах. 75-85'КДж/моль, в той час як друга стад1я • характеризуешься енерПею . активац!! 200-250 КДк/моль. ЗЮтавленая з данями, приведеними 'в дов1д-ков1й л!тератур!, дозволяють зробати .висновок, що перша величина характерна для дифуз11 атом!в вдрвадження, таких як С i К, в той час як друга величина близька до енерШ. актива-ЦП атом!в зам!щення (V, fib, /1! та 1л. ). Де св1дчить Про тв, гю перла стад1я процесу старшая зв'язана з дафуз!ею атом!в С тв N, утворюючих на дясдокац!ях атмосфэри I сегрегации Утворенна сегрегац!й створюе аередумови для створення перед-вид!лень карб!д!в та н!трид!в V, Т1, Kb на даслокац!ях.

Одначе к1н8гнка цього . проц&су контролюеться дифуз!ев з1дносно -ивлорухо«их зтом!в замЗдэння. Через us енерг!я . актЕвацИ друго! стадИ стар1яня мсе зн8чення, близьк! до енерг'11 активац!! дафузИ в!дпав1дних елемеяПв.

• 4. Про пм!ну кондентрацП дсм!шних атом1в в твёрдому рсэтан! 1 навко.та дослсжаЩй, а ■ такой про сууп1нь "зазф1пдзння .игми дйслокзц1й робили ■ ейснозок, виходячн !з зм1нз пэрачетр!в шутрИпнього тертя: фону внутр1шньогэ; тертя Оф в ампл 1тудясне2 алзг® !й облает!; вэлпчини внутр!шього

тертя в ампд1туднсзалз2н13 оодайт! Qs; тангенсу кута ввхкду

i

амш11тудно! зслежност! .внутр!шнього тертя до ос! дэформацП

xg a; nepaoí i друго: критично! ашл!туда деформацД f' , • ' :

. В " досл1д2увнкад чатер1алах спостер1гались 2 перпш

критищш; а'жл1тудз~ деформац!! з С5лест1 пружно! дефэрмзц!! '

•мгт5р1аду, iipo ею св1дчкть практично однаковий характер

' заяйжност! вяутрШйого тертя при набор! та скнду амп^!гуди

дефстаац! I. Наявн!сть двох перших кр/ ттгагх амшИтуд

дозволяе веста иову про два гили стодар!в, аг„-:р1шшичих дис-

локзц!!, як! в!др!зияються ступенем ьзаемодИ з дислокаЩеи.

Це узгодяусться з езскобхом про нзя^нЮть двостад!йного проч -

. цесу зтучного старйгая з ргзнса овидк!сти nepeOlry процес1в ¿ермувзяня атмосфер- дв даслокэц1ях та вид!лення дисперсиях чисток.. _

Вим1рк АЗЕТ стал1 0ЭГ2-К одн!е! плавки, зле з р!знимг ■ гвечвнхяма механ!чних'характеристик, показаля, що в вкладку ' <?!лъи пластичного матер1аяу - дислокацИ. менае закр1плен1 ¡фапкоримz дефектача, а джэрела Франка-Р!да' почивают лрацю-зата при менлкх папругах, прикладених до матэр!злу.

Для досл1доння ста01лънсст! стану дислокац!йно1 струк-тури проводились Еим1ри АЗВТ при сх!дчзстему нзгр!ваш1 до 50,100,150,200 °С. Вони показали, що зразки з зешшимй'игш-стичними властивостями х^рактешзуютьск сялыпими даформац!-ямк, кеобх1днши для початку м1кр^8стично! деформадИ. Анал!з- вкм!р!в г^р, .Е.ф, гв а дав южливость вивчити кХнета'-ку стар1нкк. ' ,

Таким чином, в сталяхз високими значениями ударно! и'яз-каст! 1 в!дноеного видовкэння, ввд1ланнн'основно1 к!лькост! карбоннтрвдХв зак!нчуеться ран1ше, н!ж процес зародезня. нових дасдокац1й при пластична деформац!!. 1'ому даслокацП, як1 утворшись, не за<5локован1 чзстками. В стелях з пластичными ■! в'язкюниш характеристиками, нинчэ обумоаяешк ТУ частки продовжують вад1лятись в процас1 гегерацП- дделакац!Я п!д час. гарячо! пластично! деформацН. Чэрез це даслокаЩ! не мають рухомост!. Яри далъшому охолодкэнн! ми стикаемось з процесом завершения, ввд1лёяня час'ток . на дислоквд1ях 1 наступним шрестар!нням. Б сталях з высокими механ!чниш властивостями значна частина домивних а?ом1в задшаеться в твердому розчвн1 1 - при охолодонн! створюе атмрсферя. Конденсац!я атмосфер проходить при. температурах Олизькак дс г.1мнатЕ01. Щ. атмосфера являлться ве2'.1дним дасерелом для створення дисперсних часток при штучному. стар1нн1.

5. Для Шдтвердкеная зроОланого 'висновку поводились вш1ри АЕЗРТ на частотах . Ю5 та ю" Гц при в1даосн!й "е$орнв:Щ матер!алу в ггрухнхй облает! е=2*10"6. -ВиявлеЫ, 2' • аномал11 з район! 300-340 й та 390-430 К./Показано,, що Шл. вадтр!шнього тертя при 300-340 К мае приодета'рэлаксац1йно1 природа. Наяян! дан! дозволять, вваквти, до п!кк

' внутрИлньсго тертя. в цьому район! зн'язан! з дефектами кристал1чно! поСудсви, внесеними пластичною деформацию. П1к з облает! 390-430 К мае оэнаки притаманн! и1кам при фазоЕнх переходах. Установлено, йо напрям змЬяення п!ку по ос1 температур при в!дауску 200 °С-корите з пластичн!стю досл!джу-ваннсго матер!алу.' На мал.З показана зм!на висоти максимуме . ¿нутр1янього тертя з в!драхуЕаяням фона для сталей з р1знюга плзстичнами властивостями при 1х стар1ш1. ?1зке зменпення

■ввести максимуму, . за в!драхуЕавням фону, для сталей з

1

нйзышми шшстачщгш ' зластазост.-ага показуе, то процес ствр1аня, ввдиення даспбрсних час ток завершвря 1 й1д*уЕзеться перестярввання зр-ззка. Дэ Шдтвердауе проведен! ргн1д;е дослЗдгёня. !

ОСНОЗгП РЕЗУЛЬТАТА ТА ВЙСНОВКИ !

I; Ба&Чення ззаетозв'язку к1гак5сних характеристик макроструктуре, параметр^ тонко! структура з мех£н1чними . влаотзвоетячи показал:, пю комплекс нласти^стей маповут леденит ннзьколегованих ''• сталей ■ форму результат! • одночасно! реал1зыШ дек!яькох :*ехан!зм1в змЩнення, серед яких с-снсвну роль викояують зернограшчяе та субструктурне ьмЛцг-шнея. Втаетэ зггсзззно, да Ютотнпй внесск в о1вэнь ме-власт^^",' Л 'до&я!дгуваних оталей нес-сять процеси диниИчного пер?рз:«г:д!лу дс.м.1еких атом1в в систем!: а-твер-дйй рсзчин-диснерсн! часзка-дислока:'!! з нкзькотемьератур-н!Я оаягст1 п!сля зах1ячення гарячо! пластично! дефовмац!!. Дэ зед<з ¿о знквэкня- значень.. з!дноснс,го видовяення, ударно! з'язкост! мазовуглецених низьколегованих сталей при стаб1ль-н!й технологи виробництва.

Мал.З Зм1ва висоти максимуму внутр1шнього

тертя в залежност1 в1д часу стар1ння .' (частота вим1ру 10 МГц, температура,'при як1й спостер!гались максимума 390-420 К)

--- для зразк1в з р1внем мвхад1чних

властивостей нигче обумовлёних ТУ,;

- для зразк±в з р1внем механ1чнй1-. ', .

властивостей вище обумовдояих ТУ.

2. Показано, що стян дислокац1йно! структурп маловугле-цбЕих низьхолегованих сталей п1сля гарячо! пластично! дзфор-ма'цП е нестаб1льним 1 в облает! температур 20-250 °с; в сталях проходя^ъ процеси стзр1ння. Вони супроводжуються зм1ною енергп зв'язку дислокац1й■з частками та зм!ною довяини ру-хомих.сегмент!в дислокаЩй. Установлено, , що в сталях |цього г*шу реал!зуеться двостад!йний процес стэр!ння. Пзриа стад!я процесу стар!ння. пов'язана з дифуз!ею атом1в азоту та зугле-ца, утворшчих на дислокаЩях атмоо^ери 1 сегрегацЯ. Ш створке- передумови, для початку друго! стзд!1 . процесу стар1ння: створения передвид1лень кар01д1в та н1трид1в;Т!,у, НЬ на дислокац!ях, оформления вид1лень. та 1х посл1дуючого росту. '.''■•■.. •!

3.. Методами математично! статистики установлено, . що Н2йб1льш натекши факторами в регрес!йних моделях |1 !. II порядку е вм1ст карбезАтрядоутворказчих елемент1в У.НЬ,Т1, а тако* ¡х яарн!. взаемод!! з вуглецем та азотом. Ц! ефекти 'характеризуются-'васокими значениями частгнних коеф1ц1ент1в хореляцЦ-. Доля поясяениг вар1ац!й ;Днняннях : для' пластичних характеристик 5,. , КС?"'5, КС1Г60 знаходиться в мехах 70-30«. В р!внянкях для мЩн!стних характеристик оЕ, ■ -, доля .пояснено! вгрицН складае 85-952. ' _

4. К!льк!ск1 меГ?,лограф!чн! досл!дд8ння показали, що не-дс-звол^нам дефектом. ..структура являеться 'укрупнения зерна ф?риту 61яя поверхз! листа в пор1внянн1 -з центральною части-нон. 0соблав1стю частотних' крина розпод1лу зерен, фериту по роа«1рам"е резл!зац!я ..01модгльного закона розпод1лення. Показано, но з пластичнкми властавостями' вайМльш т!снозв'я-заний кое<$Ш1ент аскметрН. .. '

5. На основ! систематичного вивчення спектр!в внутр!ш-нього тертя в амШ1!туднонезалежн1й та ампл!туднозал«шЯ,й областях в д!апазонах частот I Гц, Ю5 1*4, 10' Гц установлено, що параметра внутр!шнього тертя характеризуют стул1нь завериеност! процес1в стар1ннй,|ичьховугдецввих сталей п!сля гарячо! пластично!' доформацП..

Основний зм!ст дисертац1онно! прац! викладено в

слЩуючкх пу0л1кац1ях:

1. Дацко О.И., Пашинская Б.Г., Пашинский В.В. Исследование взаимосвязи неупругих свойств и механических характеристик низколегированных сталей для магистральных трубоп- '. роводов // Изв. ВУЗов, серия Чёрная металлургия.. - 1992,-N2.- с.94.

2. Дацко О.И., Полудняк В.Е., Пашинская Е.Г: и др. Исследование причин нестабильности механических свойств низколегированных сталей, получаемых путём контролируемой про-. катки//В сб..- Пластическая деформация металла в условиях внешних энергетических воздействий.- Новокузнецк, 1991.-

с.76.

3. Пашинская Е.Г. Исследования тонкой структуры малоуглеродистых сталей типа 09Г2 // В сб.: Структура и свойства легированных. сталей; - Киев, l992.-c.ll'.

4. Дацко О.И. Пашинская Е.Г. Структура,:свойства и дислокационная структура сталей тияа'09Г2 с микролегирующими добавками // В сб: : Структура, дефекты и свойства сплавов, полученных нетрадиционным г.егироваием. (деформационным, ме-хакоактивационным, быстрой ;?й.?адкой и быстрым отжигом). -Екатеринбург, 1393..--с.53.

5. Конарев В. Г., Геллер А. Л., Каттенберг С. А., Пашне- . кая Е.Г./ Использование контролируемой прокатки, для подготовки структуры сталей к сфероидизируицему отжигу// В • ~ сб.:Совершанствоваше технологии термической и термоыехани* ческой обработки металла. 1985.-е.113 Дел. рукопись ЗД/3345, библ указатель ВИНИТИ.

5. Пашнский В.В., Пашинсная 2.Г., Дегтяренко В.J1. и др. Взаимосвязь характеристик структуры и комплекса механических свойств сталей типа 09Г2 после кстролируеыой прокатки,- Рук. пеп. в ин-те Чериетинформэция, N 5854, 28.02.1992 .'

7. Пашнская Е.Г., Дацко O.K. Полудняк О.Е. О причинах нестабильности механических свойств, структуры и тонкой структуры низколегированных сталей для магистральных трубопроводов// .Тезисы аокл. конф. молодых ученых и специалистов "Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в чёрной металлургии".- Донецк, tS9l.-c.ST. . . ) :

8. Дацко О.И., Пашинская Ч.Г. Особенности тонкой структуры низколегированных сталей типа 09Г2, полученных методом контролируемой прокатки // Изв.ВУЗов. Серия Чёрная металлургия. Принято к опубликованию во второй половине 1994 г.

Нашинская Е.Г. Механизмы формирования комплекса свойств деформированных малолегированных сталей. Диссертация на соискание ученой•степени кандидата физико-математических наук .по специальности- 01.04.07 - фозика твердого тела. Донецкий . физико-технический институт Национальной Ак0еглш Наук Украины, ^^гДонецк, 1994. Защищаются результаты исследования шканизмсв формирования свойств низколегированных сталей в процессе контролируемой прокатки. Устанозлено, , что состояние дислокационной структуры . после горячей пластической деформации является нестабильным в низкотемпературной ' области. к комплекс механических свойств стали формируется з результате динамического перераспределения примесных атомов между а-твердым раствором, дислокациями и дисперсными частицами. Установлен двухстадийный характер процессов старения в сталях этого типа после регламентированной деформации.

Ключов! слова:' Дислокац1йна структура,.стар1ння, дасперсн! частки.

Pashlnskaya E.G.The mechanlsmes of fomatlon of the low-alloy steels" propertie's complex. -

The thesis lor the Master's degree in Phyaic-Matiiematic Science, speciality - 01.04.TO - the Physic oi Solid State,' Donetsk Physical-Technical "Institute of National Academy of Science, Ukraine, Donetsk, 1994.

. The results ' of investigations of the ; mechanlsmes. of ' formation of the low-alloy steels propertie's complex In the process of controlled rolling are defended in this thesis, it Is established that the state-of dislocation, structure after the hot plastic deformation is not stable In tije low-temperature Interval. 'The ccnplex of mechanical-.properties of steel Is formed In the result' of the dlnamlc reiistrlbu- ■ tion of impurltle's atems between'the -a-aolld solution,, dislocations.and the- dispersed part'lclgs. It Is' established, that the process of agening.in the steels, of this -type-has the fra-stage nature after" the regulated deformation.

Ключов1 слова: Дгслокац1£ца структура,, старшая, -дасперсн! частей.