Деформационную способность

Тем не менее, экспериментальные исследования показывают, что увеличение Нс происходит лишь в 10 раз [105, 229]. В этих работах образцы для исследований были получены методом деформационно-термической обработки. Рис. 3.3 иллюстрирует связь коэрцитивной силы с размером зерен и структурой в образцах Ni. Схематически изображены структуры, соответствующие каждой температуре отжига. Состояния, соответствующие отжигам при температурах 100 и 200°С, различаются по величине коэрцитивной силы почти на 40%. Вместе с тем размер зерен в них практически одинаков. Главное структурное отличие в этих состояниях — границы зерен: в состоянии, соответствующем Готж = 100°С, они были сильно неравновесны, а в состоянии, соответствующем Готж = 200 °С — относительно равновесны. Дальнейшее уменьшение величины Нс при повышении температуры отжига коррелирует с увеличением размера зерен. Таким образом, повышение коэрцитивной силы в наноструктурном Ni связано не только с малым размером зерен, но и неравновесным состоянием границ зерен.

В качестве материала в работе [409] использовали коммерчески чистый Ti BT1-0 (0,12 %О, 0,18 %Fe, 0,07 %С, 0,04 %N, 0,01 %Н, остальное Ti) в виде горячекатанных стержней диаметром 40 мм со средним размером зерен в исходном состоянии 15 мкм. Уль-трамелкозернистые нано структурные состояния в титане были получены сочетанием теплого равноканального углового РКУ-прес-сования и последующей термомеханической обработки (ТМО). Полученные в результате такой комплексной деформационно-термической обработки образцы имели цилиндрическую форму и размеры до 32мм в диаметре и более 100мм в длину. Структурные исследования были выполнены на образцах, вырезанных в продольном и поперечном сечениях, используя просвечивающую электронную микроскопию и рентгеноструктурный анализ.

Варьируя режимы и параметры деформационно-термической обработки (температура, скорость, степень деформации, количество проходов и маршруты движения заготовки в процессе РКУ-прессования и ТМО), из исходного горячедеформированного состояния были получены и исследованы три наноструктурных (1, 2, 3) состояния, существенно различающиеся размером и формой зерен, плотностью дефектов, объемной долей высокоугловых разо-риентаций зерен и механическими свойствами.

нации и высокой температуре. Коэффициент неравноосности зерна не всегда является прямой характеристикой структуры, контролирующей высокотемпературную прочность. Нужно отметить также, что при оценке влияния структурных факторов на высокотемпературные свойства дисперсноупрочненных материалов необходимо учитывать не только форму и размеры зерен, но также и плотность дислокаций, их распределение, размер частиц, расстояние между ними, т. е. создание стабильной структуры, формирующейся при деформационно-термической обработке под воздействием тонких упрочняющих частиц, равномерно распределенных в матрице и нерастворяющихся в ней.

4 Щипачев A.M., Лутфуллин Р.Я., Горбачев С.В. Повышение однородности структуры при деформационно-термической обработке сварных соединений стали 20 в режиме сверхпластической деформации // Перспектива: Сб. ст. молодых ученых №4. - Оренбург: ОГУ, 2004. - С. 159-161.

7 Горбачев С.В., Щипачев A.M. Структурные изменения при деформационно-термической обработке сварных соединений стали 20 // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. ст. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. - № 16.- С. 102-105.

(до 0,3...0,5%) содержанием железа обеспечивает специальная технология деформационно-термической обработки при изготовлении обо-лочечных труб, включающая операцию закалки перед холодной прокаткой [21].

Важным аспектом в сопротивлении труб КРН является кристаллогра-теская текстура. Оптимальная текстура для высокого сопротивления Н обеспечивается технологией деформационно-термической обработ-при производстве труб.

(ХТО), а если наряду с температурным воздействием производится еще и деформация, вносящая соответствующий вклад в изменение структуры, то такая термическая обработка называется деформационно-термической (виды: термомеханическая — ТАЮ, мехаиотермическая — МТО и др.)>

Разные виды деформационно-термической обработки разделяются в зависимости от характера фазовых превращений и способа деформации, причем существенное значение имеет, до или после деформации происходит превращение (ТЛЮ и МТО соответственно), а также выше или ниже температуры рекристаллизации производилась деформация (ВТМО и НТМО соответственно).

Требования к химико-термической и деформационно-термической обработке

Для того чтобы при сварке в околошовной зоне получить такие структуры, которые обеспечат деформационную способность металла, достаточную для предотвращения образования трещин при охлаждении и вылеживании изделия до проведения соответствующей термообработки, необходимо, чтобы общее время выдержки в субкритическом интервале температур было бы достаточным для полного распада аустепита. Это время определяют по диаграмме изотермического распада аустепита стали данной марки.

держание углерода в них не должно превышать 0,15%, так как дальнейшее увеличение содержания углерода резко повышает склонность металла швов к образованию горячих трещин, а также существенно снижает пластичность и особенно ударную вязкость металла шва в эксплуатационных условиях. Необходимых прочностных характеристик металла шва достигают легированием его элементами, которые, повышая прочность, не снижают существенно его деформационную способность и ударную вязкость.

ции превышают деформационную способность металла шва и око-лошовной зоны, в результате чего образуются трещины.

тает резкую закалку. Поэтому металл 1-го слоя будет иметь высокую твердость, низкую деформационную способность IT окажется подверженным образованию холодных трещин, а также пористости. Во 2-м слое, естественно, доля участия чугуна уменьшится, однако содержание углерода в нем будет находиться еще па высоком уровне, что также приведет к закалке и возможному образованию трещин. В последующих слоях доля участия чугуна окажется незначительной, и металл шва будет обладать определенным уровнем пластичности.

Под схемой кристаллизации понимают форму осей кристаллитов и значение угла 2а между касательными к осям (см. рисунок). Ось кристаллита / — воображаемая линия, определяющая форму и направление границ кристаллитов. Форма, ориентировка и размеры кристаллитов могут изменяться в широких пределах в зависимости от технологии сварки и оказывать существенное влияние на деформационную способность металла шва.

В процессе кристаллизации в твердом металле возникают дефекты кристаллического строения. Закономерность строения кристаллической решетки нарушается наличием несовершенств. Несовершенства кристаллического строения вызывают большие флуктуации внутренней энергии, влияют на прочность, пластичность, деформационную способность металлов, их коррозионную стойкость, склонность к хрупким разрушениям, на технологи--ческую прочность при сварке.

В то же время сопротивление пластическим деформациям с возникновения явления заклинивания зерен и ограничения циркуляции жидкой фазы начинает возрастать. Если значение деформации в металле, находящемся в таком состоянии, превысит его деформационную способность, произойдет хрупкое разрушение по жидким прослойкам.

также в тех случаях, когда металл имеет низкую деформационную способность, например при занижении температуры отпуска.

При длительной работе в условиях температур 600—650 °С идет процесс стабилизации этой субструктуры карбидными частицами. В связи с этим вплоть до разрушения не происходит развитие процессов рекристаллизации несмотря на высокие температуры эксплуатации. Стабилизация субграниц дисперсными карбидами титана определяет низкую деформационную способность матрицы аустенитных зерен.

Деформационная трактовка разрушения материалов при длительном циклическом нагружении используется и в работах [47, 48, 61]. Трактовка выполняется в форме, пригодной для оценки и усталостных, и квазистатических повреждений. Предлагается раздельно учитывать повреждения от накопления односторонних пластических и знакопеременных деформаций, а также односторонних и .знакопеременных деформаций ползучести. Предполагается взаимное влияние на предельную деформационную способность материала усталостных и квазистатических повреждений указанного типа. Трактовка нуждается в уточнении способов определения компонент повреждений и достаточном экспериментальном .обосновании.

На основании результатов опытов с неизотермическим нагру-жением сплавов ХН77ТЮР и ЖС6К можно сделать вывод о том, что в упругой области деформирования даже при высоких температурах влиянием неизотермичности нагружения на деформационную способность сплава можно пренебречь. В упруго-пластической области влияние неизотермического характера нагружения при высоких температурах достаточно заметно. Для режимов нагружения do/d-t=Q, dt/ch>Q и da/di>Q, dt(/idt<0, которые реализуются в дисках и лопатках турбин, это влияние проявляется в увеличении остаточной деформации. Существенно изменяется и коэффициент температурной податливости р.