1. МЕХАНИЗМ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛИ ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКЕ
Рациональный выбор параметров
технологического процесса термомеханической обработки (ТМО) возможен в том
случае, если известен механизм упрочнения при комбинированном воздействии
пластической деформации и фазовых превращений [2]. Так как термомеханическая
обработка, особенно высокотемпературная (ВТМО), внедряется в конкретные
отрасли техники, рассмотрим основные результаты ее применения,
особенности механизма упрочнения и подход к выбору параметров
процесса.
Высокотемпературная
термомеханическая обработка увеличивает работу распространения трещины [2,
8, 10, 13], параметры вязкости разрушения [15, 3], повышает ударную
выносливость [4], износостойкость н контактную выносливость стали [2,
7], сопротивление усталости [2], отрыву [17], распространению трещины
замедленного разрушения [18] и локальному разрушению поверхности при
высоких контактных напряжениях [1 ], снижает порог хладноломкости [11, 4],
чувствительность к надрезу [2], изменяет вид излома при
низкотемпературных разрушениях от хрупкого к вязкому [2,
11].
Следовательно, ВТМО является
эффективным способом упрочнения сталей, который может быть надежно
использован в промышленности для конструкций, работающих в условиях
сложного нагружения при высоких напряжениях.
Установлено, что образующийся при
ВТМО мартенсит наследует тонкое строение деформированного аустенита
[5, 6, 20]. Следовательно, познание механизма термомехаиического
упрочнения должно включать изучение структурных особенностей,
возникающих при горячей деформации аустенита.
Характер изменения субструктуры
стали при горячей обработке обусловливается соотношением между такими
факторами, как температура, степень и скорость деформации. По
окончании горячей обработки могут наблюдаться различные
состояния:
а) горячего наклепа с неупорядоченным
распределением дислокаций (последующая закалка повышает прочность при
одновременном снижении сопротивления хрупкому
разрушению);
б) начала образования субструктуры в результате
динамического возврата (снижение прочности при повышении пластичности.,
вязкости);
в) формирования совершенной и весьма устойчивой
субструктуры вследствие протекания динамической полигонизации
(обеспечивает наиболее высокий комплекс механических
свойств);
г) динамической рекристаллизации, определяющей
разупрочнение (нестабильный комплекс механических свойств как
результат неоднородности и нестабильности тонкой
структуры).
Выбор параметров режима при ВТМО
должен обеспечивать создание развитой субструктуры в результате
динамической полигонизации или, в крайнем случае, динамического возврата,
как начальной стадии динамической полигонизации. В этих случаях при
закалке и отпуске в цикле ВТМО можно получить высокую прочность при
высоком сопротивлении хрупкому разрушению.
При использовании ВТМО для
получения оптимального уровня свойств важное значение помимо температуры н
степени деформации имеет выбор схемы (способа) деформации. При ВТМО с
деформацией прокаткой обеспечивается наи-
