Главная


Основы металлографии и пластической деформации стали




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 21 ... 63 ... 105 ... 147 ... 189 ... 231 ... 239
168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209


скачать книгу Основы металлографии и пластической деформации стали




Процесс аустенитизации стали, незави­симо от содержания в ней углерода, носит диффузионный характер и происходит в ре­зультате перераспределения углерода. Об­разующийся аустенит всегда неоднороден
...
тов (хрома, марганца, ванадия, вольфрама, молибдена), дающих стой­кие, труднорастворимые в аустените карбиды, задерживает аустени-тизацию стали и гомогенизацию аустенита, так как диффузионная подвижность легирующих элементов в аустените значительно ниже, чем углерода и, следовательно, для гомогенизации аустенита требу­ется больше времени.
...
Поскольку число зародышей аустенита всегда велико, к моменту окончания аустенитизации сталь имеет мелкозернистую структуру. В процессе нагрева стали до температуры деформации и выдержки возможен рост зерен в результате собирательной рекристаллизации, который приведет к образованию крупнозернистой структуры.
...
Различают два типа сталей по склонности к росту зерна: наследст­венно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые. В послед­них зерна аустенита растут даже при незначительном перегреве выше точки ACs (рис. 4.3, кривая /). В наследственно мелкозернистых ста­лях рост зерен сдерживается дисперсными частицами неметалличе­ских включений (нитридов или оксидов). В эти стали при выплавке добавляют нитридообразующие элементы (алюминий, хром, титан, ванадий). В определенном интервале температур дисперсные нитриды замедляют рост зерен аустенита, однако при повышении температуры частицы растворяются и тогда зерна бурно растут (кривая 2). Тем­пература растворения нитридов зависит от их типа
...
Карбидообразующие элементы также замедляют собирательную рекристаллизацию в том случае, если они образуют в стали трудно­растворимые карбиды (титан, ванадий, цирконий, вольфрам, молиб­ден). Для каждой стали режим нагрева и выдержки подбирают с уче­том ее состава, склонности к росту зерен и режима последующей деформации, чтобы получить наиболее благоприятные (оптимальные) размеры зерен. Стали с мелкозернистой структурой обладают высо­ким пределом текучести, поэтому они труднее деформируются. Круп­нозернистые, перегретые стали практически невозможно деформиро­вать из-за хрупкого разрушения.
...
Рнс. 4.3. Влияние темпера­туры на размер зерен аусте­нита в стали
...
Горячая деформация стали — основная операция формоизменения слитка при получении самых различных заготовок и готовых про­филей. Осуществляется она несколькими методами, при выборе ко­торых учитывают массу слитка, тип и состав стали, температурный интервал деформации, вид конечной продукции: прокаткой, ковкой, объемной штамповкой, протяжкой, прошивкой, прессованием, листо­вой штамповкой, волочением.
...
Различают три вида прокатки: продольную, поперечную и косую (винтовую). При продольной прокатке слиток или заготовка (сляб, блюм) втягивается в зазор между валками, вращающимися в разные стороны, обжимается по высоте и увеличивается по длине и ширине, в результате чего сечение заготовки принимает форму калибра, или зазора между валками. При поперечной прокатке цилиндрическая заготовка формируется между валками с параллельными осями, вра­щающимися в одну сторону. В процессе прокатки валки сближаются, заготовка вращается вокруг своей оси, ее диаметр уменьшается, а длина увеличивается. Косая прокатка осуществляется в результате поворота и поступательного движения заготовки между валками, вращающимися в одну сторону. Каждая точка заготовки (кроме осевых) движется при этом по винтовой поверхности. Оси бочкооб­разных валков лежат в разных плоскостях и перекрещиваются, дис­ковых валков — в одной плоскости, но смещены относительно оси заготовки. Последняя втягивается в суживающийся зазор между валками и обжимается по диаметру, при этом в ней образуется по­лость. Для управления процессом образования полости применяют оправку.
...
В последнее время широко внедряется поперечно-винтовая про­катка. Методом продольной и поперечной прокатки получают полосы, листы, профили различных сечений. Метод косой прокатки применяют при производстве труб, поперечно-винтовой — шаров, роликов, вту­лок, труб.
...
поперечного сечения, соответствующего форме отверстия матрицы. Прессование еще называют выдавливанием, экструдированием. Горя­чее прессование применяют для производства сплошных и полых про­филей, в частности труб, прутков и поковок. Этим способом можно получать профили с плавным или ступенчатым поперечным сечением по длине сложной формы (например, турбинные лопатки).
...
Горячей листовой штамповкой изготавливают изделия из стальных толстых листов. Волочение с нагревом осуществляют при обработке труднодеформируемых сталей и сплавов.
...
Горячая деформация стали широко распространена в практике. С энергетической точки зрения она представляет наиболее выгодный процесс деформации, так как нагретая сталь деформируется легко (понижение предела текучести), обладает хорошей пластичностью. При горячей деформации литой стали газовые тзыои и усадочные микронёсплошности завариваются, изменяется грубозернистая литая структура на более мелкозернистую, поэтому свойства горячедефор-мированной стали несколько выше, чем литой по показателям проч­ности и пластичности.
...
Горячую деформацию используют для получения так называем х полуфабрикатов из стали, которые будут подвергаться холодному деформированию. Многие стали поставляются потребителю в горя­чекатаном состоянии. Например, из автоматных сталей марок А12, А20, АЗО получают прутки разного размера, из шарикоподшипниковых марок сталей ШХ6, ШХ5, ШХ15 — горячекатаную круглую, квад­ратную, полосовую сталь. Стали СтЗ, М16С, применяемые для мосто­строения, производят в виде сортового, фасонного, толстолистового и широкополосного проката, стали 09Г2С 09Г2, 10ХСНД, исполь­зуемые в судостроении, выпускают в виде тонкого листа и фасонных профилей. Горячекатаный лист стали марок 05, 08, 10, 20 применяется для получения изделий методом горячей и холодной штамповки в автомобилестроении. Электротехнические горячекатаные нетексту-рованные стали марок Э11, Э12, Э13, Э21 обладают удовлетвори­тельными электромагнитными свойствами.
...
Горячая прокатка многих слитков и заготовок производится на специальных прокатных станах — блюмингах и слябингах — за не­сколько проходов или на непрерывных многоклетевых станах горячей прокатки. При этом деформация происходит ступенчато, т. е. частные обжатия осуществляются через определенные промежутки времени, причем температура деформации в каждой последующей клети ниже, чем в предыдущей. Во время перехода заготовки из одной клети в дру­гую наступает пауза в деформации, во время которой сталь частично восстанавливает структуру. Результирующая структура стали после нескольких таких последовательных обжатий и пауз формируется при наложении динамических и статических изменений рекристалли-зационного характера.
...
увеличением плотности дислокаций, вызывающим упрочнение (го­рячий наклеп), и перестройкой этих дислокаций (разупрочнением стали). Наклеп происходит в ходе горячей деформации, разупрочне­ние — при деформации и после нее. Структурные и субструктурныг изменения в стали представляют собой сложный комплекс наклады­вающихся друг на друга процессов (рис. 4.4).
...
Во время деформации в первой клети в аустените развиваются внутризеренное скольжение, двойникование и межзеренное проскаль-
...
зывание, проявляющееся в волнообразном характере границ зерен (рис. 4.4, а). В результате движения дислокаций, их взаимодействия при встрече .и блокировки скольжения границами зерен плотность дислокаций в зернах и внутри двойников увеличивается до 1010 см-2 Происходит формирование ячеистой структуры (субструктуры), ха­рактерной для динамического упрочнения (рис. 4.4, б). Так как температура деформации высока, то наряду с упрочнением стали разви­вается динамическое разупрочнение, являющееся следствием терми­чески активируемых процессов переползания и восхождения дисло­каций и их-аннигиляции.
...
Если в процессе развития динамического возврата критическая плотность дислокаций, необходимая для образования зародышей рекристаллизации, не достигнута, то рекристаллизация не происхо­дит. Когда динамический возврат затруднен, что вызвано скоплением большого количества дислокаций и торможением их поперечного ■скольжения и переползания, зарождаются центры рекристаллиза­ции. При увеличении степени деформации до 20—35 % в стали проис­ходит неоднородное накопление дислокаций, приводящее к появле­нию микрообъемов с разной плотностью дислокаций.
...
Отдельные субзерна, содержащие небольшое количество дислока­ций (рис. 4.4, г), могут стать зародышами первичной динамической рекристаллизации. Такие субзерна отделены от деформированного объема аустенита большеугловыми границами, образованными из субграниц, возникающих при динамической полигонизации. Суб­зерна растут за счет миграции границ или их отдельных участков. Чем выше температура прокатки, тем меньше степень деформации, при которой начинается рекристаллизация, так как с повышением температуры диффузионные процессы облегчаются.
...
Увеличение степени деформации до 35—50 % приводит к образо­ванию развитой ячеистой субструктуры, накоплению дислокаций внутри зерен и увеличению разориентировок между субзернами. В этих условиях динамическая рекристаллизация происходит не только в результате миграции большеугловых границ, но главным образом благодаря коалесценции субзерен. Последняя начинается с образования разрывов в «слабых» местах субграниц (рис. 4.4, д) и развивается путем постепенного «рассыпания» последних при уходе
...
из них дислокаций. «Слабыми» местами субграниц являются участки высокого напряженного состояния, где углы разориентировки дости­гают больших значений. Коалесценция субзерен и зерен может проис­ходить и
...
В рекристаллизованных зернах плотность дислокаций постепен­но увеличивается благодаря продолжающейся деформации (рис. 4.5, а, б). Зерна, рекристаллизовавшиеся первыми, упрочняются рань­ше, и в них опять достигается критическая плотность дислокаций, необходимая для рекристаллизации, и цикл повторяется снова. Дина­мическая рекристаллизация не может привести к полному разупроч­нению стали, поскольку в динамически рекристаллизованные объемы постоянно вводятся новые дислокации (рис. 4.5, в). В ходе динами­ческой рекристаллизации, протекающей параллельно с упрочнением, формируется субструктура двух порядков: субзерна рекристаллиза­ции размером 7—10 мкм и проявляющиеся в них микросубзерна де­формации и полигонизации с углами разориентировки 6 ~ 1° (рис. 4.5, г).
...
Рис 4.5. Субструктура горячедеформнропанной стали, зафиксированная резким ох­лаждением (X 15 ООО,
...
Субзерна и большинство зерен вытя­нуты в направлении деформации, и струк­тура стали в очаге деформации выгля­дит волокнистой (рис. 4.6), хотя зерна по-разному ориентированы относитель­но направления деформации. Например, при прокатке 49 % зерен развернуты вдоль направления прокатки или имеют угол отклонения до 9°, 36 % отклонены на 10—19°, 7 % — на 20—29° и 8 % — на 30—50°. Миграция субграниц и гра­ниц может привести к преобразованию вытянутых субзерен и зерен в равноос­ные. Кроме того, в процессе горячей де­формации возможна динамическая соби­рательная рекристаллизация, происхо­дящая путем миграции границ. Образо­вание крупных зерен в процессе дефор­мации нежелательно.
...
Характерными особенностями струк­туры стали на стадии динамической ре­кристаллизации являются неоднород­ность зеренной и субзеренной структур, вызванная тем, что одни зерна только что рекристаллизовалнсь,в других про­шла полигонизация, в третьих полигони­зация еще не началась; волнистый ха- Рис- 4-6. Схема изме„е„Ия мик-
...
В момент окончания деформации при последеформационной выдерж­ке некоторых аустенитных сталей, претерпевших динамическую ре­кристаллизацию (особенно в условиях повторяющихся циклов уп­рочнение — разупрочнение), зерна измельчаются. Иногда указанный процесс чередуется с ростом зерен, т. е. наблюдается вторая
...
Протекание второй рекристаллизации связывают с образованием субструктуры двух порядков. Микросубзерна имеют повышенную плотность дислокации и способны укрупняться по механизму рекри­сталлизации «на месте» («m situ»)
...
- 4-6. Схема изме„е„Ия мик-
...
поскольку температура при выходе из первой клети значительно превышает температуру начала рекристаллизации стали. Чем выше температура и больше степень деформации, тем быстрее происходит последеформационное разупроч­нение и мельче рекристаллизованные зерна. Механизм статического разупрочнения определяется характером структуры, созданной при деформации. После малых степеней горячей деформации (около 10 %), когда нет достаточного избытка дислокаций одного знака, а возник­шая устойчивая динамическая субструктура тормозит развитие ста­тической рекристаллизации, аустенит разупрочняется путем возврата и полигонизации, которые начинаются сразу же после горячей де­формации, т. е. не имеют инкубационного периода.
...
После рекристаллизации зерна становятся равноосными, сталь разупрочняется, предел текучести ее уменьшается. В этом случае кроме первичной может происходить статическая собирательная рекристаллизация, а также аномальный рост зерен (вторичная ре­кристаллизация). В рекристаллизованных зернах возникают двойни­ки отжига (рис. 4.7, б). Статическое огрубление структуры нежела­тельно, надо, чтобы продолжительность пауз между клетями была меньше необходимой для развития вторичной рекристаллизации. Зер­на, образовавшиеся при статической рекристаллизации, отличаются
...
Если деформация в клети преры­вается на стадии начала динамической рекристаллизации, то разупрочнение стали проходит в три этапа. На пер­вом этапе развивается статический возврат, на третьем ■— статическая ре­кристаллизация ,• промежуточный, вто­рой этап, соответствует м е т а д и -
...
проходящей, в отличие от статической, без инкубационного периода. Это объясняется тем, что когда деформация прервана на ста­дии динамической рекристаллизации,
...
/ — область статического возврата; // — область статической рекристаллизации: /// — область метадинамической рекри­сталлизации (Джейк, Джонас, И. И. Но­виков)
...
в стали содержится определенное ко­личество зародышей рекристаллизации, которые не успели получить новые деформационные дислокации и способны расти в статических условиях сразу же после окончания горячей деформации. Прервав­шаяся миграция границ в сторону объемов с высокой плотностью дислокаций продолжается в процессе последеформационной выдержки.
...
Вклад статического возврата, метадинамической рекристаллиза­ции и статической рекристаллизации в последеформационное раз­упрочнение (доля рекристаллизованного объема Ур) зависит от сте­пени деформации стали (рис. 4.8). Обозначим через ес, ед и еу соот­ветственно степень горячей деформации, необходимую для начала статической рекристаллизации, динамической рекристаллизации и установившегося течения стали при горячей деформации, когда равны скорости динамического упрочнения и разупрочнения. Таким образом, полное разупрочнение стали при степени деформации ех происходит по механизму статического возврата (отрезок аЬ), мета­динамической (отрезок Ьс) и статической (отрезок ей) рекристаллиза­ции. Сумма отрезков составляет 100 %. Если е < ес, то в процессе разупрочнения развивается только статический возврат и оно не будет полным (заштрихованная область). При степени деформации, нахо­дящейся между ес и ед, полное разупрочнение достигается в резуль­тате статического возврата и статической рекристаллизации. Если же степень деформации находится между ед и £у, то оно развивается путем статического возврата, статической и метадинамической ре­кристаллизации, причем вклад последней возрастает с увеличением степени деформации. В случае е > еу разупрочнение происходит без развития статической рекристаллизации.
...
Во второй клети в стали протекают те же процессы динамического упрочнения и разупрочнения, что и в первой, но температура дефор­мации стали во второй клети ниже, динамическая полигонизация и рекристаллизация проходят медленнее, степень разупрочнения меньше, а предел текучести стали выше. В третьей и в последующих клетях при понижении температуры деформации вклад динами-
...
Рис. 4.8. Схема влияния степени го­рячей деформации на развитие ста­тического разупрочнения стали:
...
ческой рекристаллизации в развитие разупрочнения стали постепенно уменьшается. Динамическая рекристаллизация развивается лишь частично, но интенсивно проходит динамическая полигонизация, приводящая к образованию развитой полигональной субструктуры. Последняя тормозит статическое разупрочнение в интервалах между клетями.
...
Таким образом, при понижении температуры деформации степень динамического разупрочнения стали уменьшается, что вызывает постоянный рост предела текучести. Степень статической рекристал­лизации стали в промежутках между клетями зависит от темпера­туры и длительности пауз, т. е. от скорости прокатки. Размер рекри-сталлизованных зерен определяется степенью и температурой горя­чей деформации.
...
Некоторые легированные стали при горячей деформации имеют структуру феррита. Горячая деформация феррита развивается путем множественного скольжения дислокаций. В феррите по сравнению с аустенитом больше активных плоскостей скольжения, а диффузион­ная подвижность атомов выше, поэтому дислокации склонны к пере­ползанию и поперечному скольжению. В нем несколько позднее, чем в аустените, возникают дислокационные скопления и клубки. В про­цессе развития динамического упрочнения формируется ячеистая субструктура. При высоких температурах развиваются процессы ди­намического разупрочнения. Закономерности процессов горячего упрочнения и разупрочнения феррита, а также статического разупроч­нения после деформации подобны рассмотренным ранее для аустенита.
...
Конечные структура и свойства горячекатаной стали зависят от температуры и степени деформации заготовки в предпоследней и последней клетях. Для получения в стали благоприятной полиго­нальной субструктуры необходимо обеспечить определенную степень деформации в последней клети и условия для протекания статической рекристаллизации между предпоследней и последней клетью, что, в свою очередь, задается режимом деформации в предпоследней клети. Для каждого типа стали устанавливают режимы деформации в пред­последней и последней клетях, или калибрах. Например, для средне-углеродистой стали предложен следующий режим: степень деформа­ции в предпоследней клети 20—30 %, междеформационный интервал 1—3 с для развития статической рекристаллизации и создания мел­ких рекристаллизованных зерен, степень деформации в последней клети 5—-10 %, при которой обеспечиваются развитая субструктура в мелких зернах и резкое охлаждение (для предотвращения роста зерен).
...
Температура конца прокатки оказывает решающее влияние на ко­нечную структуру и свойства горячекатаной стали. Завершение го­рячей деформации при температуре выше АГз и Аст соответственно для доэвтектоидной и заэвтектоидной стали способствует получению однородной зеренной структуры. После окончания прокатки доэв-
...
§ 2. Влияние условий окончания деформации на структуру стали
...
Рис 4.9. Микроструктура заэвтекто­идной стали после горячей прокатки в интервале температур А1...Аст (Х500, А. С. Ковзель)
...
выделяется вторичный цементит в в аде сетки, приводит к резкому снижению пластичности стали в результате появления хрупкой фазы. Прокатку заэвтектоидных сталей часто заканчивают в области температур Аст
...
разной степени дисперсности, во внутренних слоях рулона эвтекто­идное превращение проходит абнормальным путем и появляется структура зернистого цементита. Внутренние слои рулона охлаж­даются медленнее, чем наружные, поэтому структура и свойства стали могут быть неоднородными по длине полосы. В зоне медленного ох­лаждения образуется крупнозернистая структура с грубыми выде­лениями частиц избыточных фаз, в результате чего сталь будет обла­дать низкими прочностью, пластичностью и ударной вязкостью. В зоне ускоренного охлаждения структура стали мелкозернистая, поэтому прочность и ударная вязкость стали будут высокими. Для получения более равномерной структуры стали полосы сматывают в так назы­ваемые распушенные рулоны, в которых создают зазоры между вит­ками.
...
Во время прокатки сталь окисляется. Чем выше температура про­катки, тем интенсивнее этот процесс. При охлаждении на воздухе поверхность прокатанной стали также окисляется. Если температура не превышает 700 °С, окалинообразование практически прекращается. Пстгри металла в окалину при охлаждении заготовки составляют около 4 кг/т, поэтому необходимо как можно быстрее охлаждать сталь до 700 °С. Некоторые виды проката после горячей деформации подвер­гают травлению, целью которого является устранение окалины. Окалину также удаляют путем гидросбива.
...
Технологическая пластичность стали при горячей, теплой и хо­лодной деформации резко ухудшается из-за наличия неметаллических включений, особенно если они образуют скопления. Это вызвано тем, что пластические свойства включений и стальной матрицы сущест­венно различны.
...
Рис. 4.10. Влияние скорости охлаждения после горячей прокатки на структуру до-автектоидной стали (ХД00)
...
когда в процессе горячей деформации из пересыщенного примесями твердого раствора выделяются твердые, остроугольные недеформи-рующиеся включения оксидов или нитридов, образующие скопления в местах ликвации кислорода, серы и других элементов. Новые вклю­чения располагаются на дефектах структуры (дислокациях, субгра­ницах и границах зерен), уменьшая их подвижность и ослабляя связь между кристаллами. Во-вторых, красноломкость проявляется, когда легкоплавкие включения имеют температуру плавления (или размяг­чения) ниже температуры горячей деформации стали. К наиболее распространенным случаям красноломкости этого вида следует от­нести сульфидную и силикатную красноломкость. Включения суль­фидных эвтектик FeO — FeS, FeO — (Fe, Mn) S, FeS — (Fe, Mn) S, (Fe, Mn) S — (Fe, Cr, Mn) S, FeO — (Fe, Cr, Mn) S имеют температу­ры плавления соответственно 980, 1120, 1050, 1190, 1250 "С. Вклю­чения силикатной эвтектики МпО ■ SiOa — FeO- Si02 расплавляются при достижении температуры 1230 °С.
...
Оплавление включений приводит к резкому падению пластичности стали. Этого можно избежать, снизив до минимума загрязненность стали включениями либо исключив возможности формирования легко­плавких включений. Последнее достигается при введении повышен­ного количества, марганца, в результате чего возникают тугоплавкие сульфиды марганца, у которых температура плавления 1620 °С, что значительно выше температур горячей деформации стали.
...
несимметричные детали из листовой стали. Прокаткой при 200—300 °С из аустенитных сталей Х18Н10Т и Х17Н5МЗ производят трубы. Боль­шинство этих сталей относятся к труднодеформируемым в холодном состоянии, поэтому теплая деформация является перспективным спо­собом их формоизменения.
...
Механизм теплой деформации стали основан на внутризеренной скольжении. При 200 °С дислокации в стали распределены хаотично, признаков динамического возврата еще нет. Подвижность дислока­ций при 300 °С несколько увеличивается, и в этом случае могут фор­мироваться единичные полигональные стенки. Плотность дислокаций в стали после прокатки в интервале температур 200—300 °С макси­мальна. Повышение температуры деформации до 400—500 °С приво­дит к активизации новых систем скольжения, облегчению множест­венного скольжения. Происходит динамическая полигонизация, и в стали формируется субструктура. Плотность дислокаций в стали ниже, чем после деформации при 300 °С. Теплая деформация стали в интер­вале температур 200—-500 °С сопровождается перестройкой дислока­ционной структуры вследствие переползания и аннигиляции дисло­каций, но без миграции границ зерен, так как диффузионная подвиж­ность атомов незначительна.
...
Межзеренное проскальзывание проявляется в процессе теплой деформации при 600—800 °С, т. е. на 100—200 °С выше температуры начала рекристаллизации. Дислокации собираются в полосы, распре­деление дислокаций неоднородно и в стали образуются центры пер­вичной рекристаллизации, которые растут в результате миграции большеугловых границ. При нагреве понижается сопротивление стали пластической деформации.
...
В результате теплой деформации не только облегчается формо­изменение труднодеформируемых сталей, но и достигается высокий комплекс механических свойств: повышенная прочность при сохра­нении высоких пластичности и вязкости. Это обусловлено формирова­нием развитой и устойчивой субструктуры с малыми размерами суб­зерен.
...
Теплой деформации подвергают углеродистые и низколегирован­ные стали, имеющие ферритоцементитную (карбидную) структуру. В этом случае достигается значительное упрочнение стали, причем более выраженное, чем при холодной деформации. Повышение проч­ности стали в процессе теплой прокатки связано с размножением дислокаций, образованием дислокационных скоплений и тормозящим движение дислокаций влиянием цементитных (карбидных) частиц. Однако эти же факторы действуют и при холодной деформации. Спе­цификой теплой деформации является дополнительное упрочнение феррита за счет создания малоподвижных или неподвижных дислока­ций. Генерируемые в процессе теплой деформации дислокации вза­имодействуют с атомами примесей внедрения в феррите (азота и угле­рода). Так как в интервале температур теплой деформации эти атомы обладают высокой подвижностью, на дислокациях образуются атмо­сферы Коттрелла. Последние тормозят движение дислокаций, для дальнейшей деформации необходимы новые дислокации, генерирова­ние которых требует повышения напряжения, вследствие чего сталь
...
Максимальное упрочнение наблюда­ется после теплой деформации при 300 °С (рис. 4.11), так как в*этом случае плот­ность дислокаций в стали наибольшая, а подвижность атомов внедрения доста­точно высока. Образование примесных
...
Особенности теплой деформации различных сталей. Если темпера­тура конца прокатки горячедеформируемых сталей снижается до 900—800 °С, то следует считать, что прокатка заканчивается в области температур теплой деформации, когда динамические рекристаллиза-ционные процессы (рис. 4.12) значительно замедляются. Структура такой стали характеризуется развитой динамической субструктурой» в ней наблюдается полосчатость (рис. 4.12, а), обусловленная преиму­щественным ростом динамически рекристаллизованных зерен в направ­лении прокатки.
...
В процессе теплой прокатки в стали могут выделиться частицы избыточных фаз (нитриды, карбониритды, оксиды) размером (5—12) X X
...
Рис. 4.11. Изменение твердости стали 08кп в зависимости от температуры прокатки
...
частицы не оказывают упрочняющего влияния. Мелкие частицы из­быточных фаз, располагающиеся в полосах скольжения, на границах и субграницах (рис. 4.12, б), задерживают миграцию границ и спо­собствуют формированию вытянутых зерен.
...
В ходе теплой деформации могут происходить фазовые превраще­ния в стали. Если при теплой прокатке осуществляется у —> а превра­щение, то образующиеся ферритные зерна имеют вытянутую в направ­лении прокатки форму. Теплая прокатка стимулирует перекристалли­зацию, так как в дефектных участках легче зарождается новая фаза. Деформация также значительно ускоряет распад аустенита в перлит­ной и замедляет его распад в бейнитной области. Эти зависимости выражены тем сильнее, чем больше степень деформации.
...
При прокатке средне- и высокоуглеродистых сталей в области температур теплой деформации упрочнение стали обеспечивается не только в результате создания ячеистой субструктуры и динамического деформационного старения, но и благодаря изменению механизма распада аустенита. Если в случае охлаждения стали после горячей деформации из аустенита при эвтектоидном превращении форми­руются пластинчатые структуры, то в процессе теплой деформации реализуется абнормальный распад аустенита на зернистый перлит.
...
Для получения оптимальной дисперсной структуры применяют так называемую непрерывную прокатку в области температур теплой деформации: выше Ал
...
Холодная прокатка листовых нержавеющих сталей, имеющих аус-тенитную структуру, затруднена из-за интенсивного развития упроч­нения в процессе деформации. При холодной деформации этих сталей ограничивают степень деформации за один проход или проводят промежуточную смягчающую термическую обработку. Это снижает производительность прокатных станов. Тонкие полосы и ленты из нержавеющих сталей получают путем теплой прокатки, позволяющей уменьшить интенсивность упрочнения сталей и повысить их пластич­ность, не вызывая структурных превращений. Например, предвари­тельный подогрев стали 08Х18Н10Т до 200—300 °С дает возможность повысить стабильность аустенита, предотвратить мартенситное пре­вращение в процессе деформации и уменьшить усилия прокатки в 1,6—1,8 раза. Аустенитно-мартенситную сталь ЭИ925 прокатывают при 100—120 °С, жаропрочную сталь ЭИ602 — при 300 °С.
...
Пластичность некоторых аустенитных сталей при теплой обра­ботке давлением увеличивается в результате мартенситного превра-
...
щения в ходе деформации. Образование мартенсита в процессе пластиче­ского течения стали в перенапряженных участках деформируемого аустенита приводит к снижению напряжения в стали и облегчает ее деформацию. При этом получается мелкоигольчатый мартенсит, что способствует повышению прочности готовой продукции. В процессе теплой деформации значительно увеличиваются плотность дислока­ций и степень выделения дисперсных карбидных частиц, т. е. происхо­дит деформационное старение.
...
Сталь со структурой отпущенного мартенсита, полученного обычной закалкой или в результате термомеханической обработки, иногда-подвергают теплой деформации в интервале температур отпуска 500— 600 °С с обжатием до 30 %. При более высоких степенях деформации могут образоваться трещины. Применение теплой прокатки способст­вует тому, что в мартенсите увеличивается плотность дислокаций, создается термически стабильная структура и повышаются механи­ческие свойства стали.
...
Диапазон скоростей деформации стали чрезвычайно велик — Ю-3—102 с-1. Скорость прокатки достигает 3-102 с-1, ковки и штам­повки — 1 • 104 с-1, в то время как интервал скоростей статических механических испытаний составляет 10—3—Ю-4 с-1. При обработке давлением скорость деформации задается скоростями вращения про­катных валков и
...
Повышение скорости способствует увеличению степени неравно­мерности деформации. Влияние скорости деформации на поведение стали при обработке давлением следует рассматривать в связи с тем­пературой, определяющей механизм пластической деформации. Для каждой температуры существует оптимальная
...
к — постоянная Больцмана. Однако эта зависимость не учитывает, как влияют на показатель пластичности химический и фазовый составы стали, размеры и распределение структур­ных составляющих.
...
Большинство сталей в интервале температур горячей деформации име­ют высокую пластичность независимо от скорости деформации, а некоторые двухфазные стали могут проявлять даже сверхпластичность. При темпе­ратурах 800—1200 °С увеличение ско­
...
мального значения в интервале ско­ростей деформации Ю-1—10—3 с-1, а затем — к ее снижению (рис. 4.13, кривая /). Объясняется это тем, что повышение скорости деформации способствует увеличению ин­тенсивности упрочнения (в результате быстрого накопления дислока­ций), но, так как при высоких температурах скорость массопереноса велика, то возрастает и скорость перераспределения (переползания) дислокаций, т. е. развиваются динамические полигонизация и рекри­сталлизация.
...
При малых скоростях деформации полный цикл рекристаллиза­ции успевает закончиться раньше, чем в зернах, рекристаллизовав-шихся первыми, будет достигнута критическая плотность дислока-■ ций и начнется новый цикл рекристаллизации, другими словами, в этом случае наблюдается четкое чередование упрочнения и разупроч­нения, вызывающее соответственно подъем и спад предела текучести. С увеличением е (не более чем до 10_3 с~') плотность дислокаций воз­растает быстрее по сравнению с увеличением скорости рекристалли­зации, поэтому в зернах, рекристаллизовавшихся первыми, быстро достигается критическая плотность дислокаций и начинается второй цикл рекристаллизации, в то время как в других зернах еще закан­чивается первый цикл. В результате перекрытия циклов рекристалли­зации нет четкого чередования упрочнения и разупрочнения и предел текучести стали не снижается до минимального для данной темпера­туры значения.
...
Дальнейший рост скорости деформации (более 10~3 с-1) приводит к тому, что скорость накопления дислокаций значительно увеличи­вается и динамическая рекристаллизация пройти не успевает, так как поступают все новые и новые дислокации. В этих условиях реали­зуется только динамическая полигонизация, рост зерен затруднен и сталь может остаться мелкозернистой. Например, увеличение ско­рости деформации почти на шесть порядков приводит к тому, что ■средний размер зерен уменьшается в 5—6 раз.
...
Максимум на кривой зависимости пластичности стали от скорости деформации при повышении температуры сдвигается в сторону более высоких скоростей деформации. Во время деформации стали в интер-
...
•Рис. 4.13. Схема изменения пластич­ности стали с увеличением скорости деформации
...
вале температур полиморфных превращений наблюдаются провалы пластичности. Пластичность литых и крупнозернистых отожженных сталей несколько повышается при увеличении скорости деформации. Для таких сталей характерно развитие интеркристаллитного разру­шения при высоких температурах — красноломкость. Она может проявляться в определенном интервале температур горячей дефор­мации, когда в стали растворяются дисперсные частицы нитридов, карбонитридов или оксидов, сдерживающие рост зерен при более низких температурах. Увеличение скорости деформации от 10—6 до Ю-1 с-1 препятствует интеркристаллитному разрушению, что объяс­няется торможением диффузионных процессов, контролирующих этот вид разрушения, и уменьшением вклада проскальзывания вдоль гра­ниц зерен в общую деформацию стали.
...
Наибольшее влияние скорости деформации на пластичность стали проявляется в области температур теплой деформации. При увели­чении скорости деформации изменяется механизм деформации с внут-ризеренного скольжения на двойникование, в результате чего сни­жается пластичность. Пластичность стали уменьшается максимально при скоростях деформации, меньших Ю-3 с-1. С ростом скорости де­формации спад пластичности не наблюдается (рис. 4.13, кривая 2).
...
Возможность возникновения вокруг движущихся дислокаций атмосфер примесных атомов определяется соотношением скоростей движения дислокаций и диффузии межузельных атомов азота и угле­рода. Если скорость деформации повышается, то скорость диффузии оказывается недостаточной для движения примесных атомов к дисло­кациям и образования атмосфер или для движения атмосфер вместе с дислокациями. В последнем случае закрепление дислокаций будет неэффективным, они могут оторваться от атмосфер и скользить само­стоятельно. При увеличении скорости деформации время взаимо­действия дислокаций и примесных атомов уменьшается, т. е. исклю­чается динамическое деформационное старение и понижается сопро­тивление деформации. В этом случае относительно хрупкая сталь при 200—300 °С может становиться пластичной и вязкой.
...
При увеличении скорости деформации границы теплой и горячей деформации смещаются в область более высоких температур. Если скорости деформации достигают 10—6—10—5 и 10_3—Ю-2 с-1, то признаки высокотемпературной деформации проявляются соответст­венно при 500—600 и около 1000 °С. Повышение скорости деформа­ции способствует тому, что теплообмен деформируемого объема стали (в очаге деформации) с окружающей средой и соседними зонами (уже продеформированной и находящейся на входе в валки) затрудняется и, таким образом, наблюдается переход от изотермической к адиаба­тической деформации. Температура стали с увеличением скорости деформации повышается в результате выделения тепла деформации на 100—500 °С. Влияние теплового эффекта тем больше, чем ниже температура начала адиабатической деформации, больше степень и скорость деформации, меньше теплопроводность стали. Повышение температуры под влиянием тепла деформации может изменить меха­низм развития упрочнения и разупрочнения стали, а также условия деформационного старения, вызвать оплавление легкоплавких
...
неметаллических фаз, находящихся на границах зерен, которое, в свою очередь, приведет к падению пластичности стали и разрушению. Плас­тичность стали в случае адиабатического разогрева, если нет легко­плавких фаз, при увеличении скорости деформации повышается.
...
Рост скорости холодной деформации приводит к увеличению не­равномерности последней, быстрому развитию упрочнения и, при очень больших скоростях, замене механизма внутризеренного сколь­жения двойникованием, что способствует сильному упрочнению и сни­жению пластичности стали (рис. 4.13, кривая 3). При этом в стали наблюдается раннее появление трещин. Увеличение скорости дефор­мации трансформаторной стали на один порядок способствует повы­шению температуры хладноломкости на 20—25 °С. При деформации •сталей, температура хладноломкости которых находится вблизи 20 °С, следует учитывать это обстоятельство.
...
Адиабатический разогрев стали во время холодной деформации при очень больших скоростях может привести к тому, что темпера­турный режим обработки соответствует теплой деформации.
...
При подборе оптимальных температурно-скоростных условий де­формации и охлаждения можно регулировать процесс структурообра-зования в стали и ее конечные свойства. Контролируемой называется такая прокатка, которую проводят в строго определенном режиме для получения мелких и однородных зерен с заданными параметрами субструктуры (размерами субзерен, углами их разориентировки, рас­пределением дислокаций). При этом варьируют температуру нагрева стали, распределение температуры и степени деформации по клетям (по проходам), величины пауз между клетями и последеформацион-ной выдержки, температуры конца прокатки и смотки, скорость ох­лаждения. В результате контролируемой прокатки одновременно повышаются прочность (приблизительно на 20 %), пластичность и вязкость стали (на 30 %).
...
Установлено, что соотношение Холла — Петча (2.19), показываю­щее зависимость предела текучести от среднего размера зерен стали, должно быть дополнено новым членом
...
благодаря измельчению зерен в результате деформации и рекристал­лизации, но и главным образом за счет создания полигональной суб­структуры, которая формируется в процессе горячей деформации и динамической рекристаллизации, а также во время последеформа-ционной выдержки.
...
Тсмпературно-скоростной режим деформации стали в отдельных клетях, длительность пауз между клетями, время последеформацион-ной выдержки и скорость охлаждения должны исключать протека­ние в процессе деформации динамической собирательной рекристал­лизации. Наиболее эффективно рост зерен тормозится при введении в сталь нитридо- или карбонитридообразующих элементов. Темпера­туры начала и конца прокатки подбирают таким образом, чтобы обеспечить выделение на границах зерен аустенита дисперсных частиц нитридов и карбонитридов. Конкретные режимы контролируемой прокатки устанавливаются опытным путем. В общем случае необхо­димо обеспечить температуру конца прокатки в умеренном интер­вале 950—850 °С, общую степень деформации на 50—70 %, ускорен­ное охлаждение от температуры конца прокатки.
...
Высокие прочностные свойства стали могут быть получены, если* в процессе горячей деформации создается совершенная, полигональ­ная субструктура. При одном и том же размере зерен прочность и вязкость стали с развитой полигональной субструктурой будут выше, чем в случае хаотического распределения дислокаций или нерегуляр­ной субструктуры. Чтобы получить мелкую однородную субструк­туру, необходимо при деформации ввести в структуру стали доста­точное количество дислокаций и обеспечить условия для их полной и равномерной перестройки.
...
Контролируемое образование субструктуры основано на некото­рых закономерностях, поскольку ее характеристики (размеры субзерен и углы их разориентировки) зависят от степени и скорости деформации, температуры, величины пауз между клетями (рис. 4.14). Выбор параметров контролируемой прокатки должен быть строго •регламентирован. С увеличением степени деформации субзерна дробят­ся, их размер dc уменьшается, углы разориентировки вс становятся больше в связи с повышением плотности дислокаций (рис. 4.14, а), причем характер этих изменений определяется температурой. Чем выше температура (t2 > tx), тем медленнее уменьшается размер суб­зерен и в большей степени возрастает угол их разориентировки.
...
изменении степени деформации на один процент. При увеличении тем­пературы деформации она возрастает, так как в этом случае интенси­фицируются переползание и поперечное скольжение дислокаций. Чем выше температура деформации, тем меньше должна быть последе-формационная выдержка. Уменьшение скорости деформации при высоких температурах горячей прокатки и продолжительной последе-формационной выдержке приводит к укрупнению субзерен. Сниже­ние же скорости деформации при низкой температуре горячей про­катки или теплой прокатке, непродолжительной последеформацион-ной выдержке способствует измельчению субзерен. Это связано с изменением условий, необходимых для образования и роста субзерен.
...
На -рис. 4.14, б приведена диаграмма, показывающая взаимное влияние характеристик субструктуры. Кривые А В и А В' соответст­вуют зависимости угла разориентировки и среднего размера субзерен от степени деформации для двух температур ^ и 4 (4
...
С помощью таких диаграмм можно выбирать режимы прокатки, позволяющие получать субструктуры с заданными параметрами. На­пример, субструктуру с параметрами, соответствующими точке в (¿0
...
При контролируемой прокатке важно регулировать субструктуру не только аустенита, но и феррита (конечной структуры), поскольку высокие прочность и вязкость горячекатаной стали могут быть достиг­нуты в случае, когда феррит имеет полигональную субструктуру. По­этому допускается понижение температуры конца контролируемой
...
Рис. 4.14. Влияние степени деформации на параметры субструктуры (П. И. Полухин, С. С. Горелик, В. К. Воронцов)
...
прокатки низкоуглеродистой стали ниже АГз и даже АГ1. В результате получаются равноосные или слегка вытянутые ферритные зерна с развитой субструктурой. После контролируемой горячей прокатки в аустенитном состоянии низкоуглеродистую сталь подстуживают до температуры теплой деформации (немного ниже АГ1) и прокатывают для обеспечения динамической полигонизации феррита. Предел те­кучести низкоуглеродистой стали повышается до 700—750 МПа.
...
Эффект упрочнения стали при контролируемой прокатке усили­вается, если, наряду с измельчением и фрагментацией структуры, происходит старение. Поэтому стали, подвергаемые контролируемой прокатке, следует легировать небольшими добавками ванадия, алюми­ния, ниобия, титана. Температура нагрева перед прокаткой должна обеспечивать полное растворение частиц нитридов и карбонитридов и переход элементов в твердый раствор. В области температур горя­чей прокатки из аустенита выделяются дисперсные частицы этих фаз, упрочняющие стали. Кроме того, наличие мелких включений на суб­границах стабилизирует субструктуру. Выделение частиц продол­жается и после деформации при охлаждении стали, поэтому контро­лируемыми параметрами являются температуры конца прокатки и, если проводится смотка, смотки. Понижение температуры конца рокатки и ускоренное охлаждение способствуют повышению проч­ности стали, поскольку создаются условия для формирования мно­жества дисперсных частиц.
...
Контролируемая прокатка стали осуществляется на реверсивных или широкополосных прокатных станах, валки которых могут вы­держать большие усилия при низких температурах конца прокатки. Температура нагрева стали в зависимости от ее состава и выбранного режима колеблется от 1050 до 1250 °С. Прокатка проводится за 15— 22 прохода, с одной-двумя паузами для подстуживания. Различают три стадии прокатки. На первой и второй стадиях слябы деформируют максимально (это еще не собственно контролируемая прокатка). Затем делают подстуживание до заданной температуры контролируе­мой прокатки, которая должна составлять 900 780 °С и поддержи­ваться с высокой точностью. В последних трех-пяти проходах (третья стадия) строго регламентированы степени деформации, причем про­катка должна выполняться ступенчато с понижением степени дефор­мации. Температура конца прокатки, т. е. в последней клети или в последнем проходе в зависимости от состава стали достигает 850— 750 °С.
...
Одним из сравнительно новых способов повышения конструкцион­ной прочности стали является термомеханическая обработка (ТМО), представляющая собой совмещение в определенной последовательности
...
различных технологических процессов обработки давлением и тер­мической обработки. При ТМО упрочнение, достигаемое пластической деформацией, наследуется, закрепляется и усиливается фазовыми превращениями, происходящими в результате термической обработки и протекающими в условиях повышенной плотности дефектов кристал­лического строения. В результате ТМО создается особое структурное состояние стали, обеспечивающее повышенную прочность с сохране­нием высокой пластичности. Изменяя последовательность и режимы деформации и термической обработки, точность которых необходимо строго соблюдать, можно регулировать структуру и свойства стали в широком интервале. Существует несколько видов ТМО.
...
Высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) со­четает горячую деформацию стали при температуре выше Л3 с закал­кой, после которой обычно проводят отпуск (рис. 4.15). ВТМО под­вергают в основном углеродистые и низколегированные стали. При горячей деформации стали происходят структурные изменения, рас­смотренные в гл. 2 разд. 4. Для получения оптимального сочетания прочности и пластичности горячую деформацию проводят в условиях, обеспечивающих развитую динамическую субструктуру аустенита или -начало протекания динамической рекристаллизации (не более 50 % объема).
...
Главной задачей горячей деформации при ВТМО является значи­тельное упрочнение аустенита путем создания высокой плотности дислокаций и формирования регулярной субзеренной структуры, устойчивой против термического воздействия. Высокая плотность дислокаций обеспечивается генерированием последних в процессе деформации, а также коалесценцией субзерен по механизму рассы­пания субграниц. К моменту образования ячеистой субструктуры
...
плотность дислокаций достигает (2—3) • 108 см-2, а границы ячеек приобретают четкую кристаллографи­ческую ориентировку, располагаясь вдоль плоскостей {110}, {111}, {100} решетки аустенита. В процессе поли­гонизации уменьшается толщина суб­границ.
...
Основным преимуществом структу­ры, образовавшейся на стадии дина­мической полигонизации, является ее термическая стабильность, а структу­ры, появившейся после динамической
...
и термическая нестабильность. При ВТМО нежелательна динамическая собирательная рекристаллизация, приводящая к укрупнению зерен и субзерен и снижающая прочность стали. Недопустима и вторичная рекристаллизация. Легирующие элементы тормозят рекристаллизацию аустенита при ВТМО.
...
§ 1. Высокотемпературная термомеханическая обработка
...
Для каждой марки стали необходимо подбирать оптимальное сочетание температуры, степени и скорости деформации, чтобы полу­чить мелкозернистую структуру аустенита с высоко развитой полиго­нальной субструктурой. Повышение температуры деформации при­водит к росту субзерен и большему совершенству структуры субгра­ниц, что увеличивает стабильность субструктуры, однако при очень высоких температурах может возникнуть опасность динамического роста зерен. Понижение температуры деформации и приближение ее к точке Л3 благоприятно сказываются на прочностных свойствах стали, поэтому горячую прокатку осуществляют от температуры нагре­ва 1150—1250°С до температуры, близкой к точке А3
...
Скорость деформации должна быть оптимальной, так как при боль­ших скоростях активизируется динамическая рекристаллизация, снижающая термическую устойчивость структуры стали, а при очень малых скоростях деформации не достигается нужный уровень упроч­нения. Оптимальные степени деформации находятся в интервале 20—40 % и изменяются в зависимости от температурно-скоростного режима деформирования. Применение дробной деформации при про­хождении стали через несколько клетей с суммарным обжатием, равным 20—40 %,
...
Сталь после горячей деформации следует резко охладить, чтобы сохранить субструктуру и мелкое зерно, полученное деформацией (рис. 4.16). Сталь закаливают на мартенсит, который наследует структуру высокотемпературного наклепа от аустенита (рис. 4.16, а). Кристаллы мартенсита оказываются фрагментированными (в них раз­вита ячеистая субструктура) и мелкоигольчатыми. Наследование мартенситом структурных особенностей горячедеформированного аус-
...
В процессе ВТМО мартенситные пластины существенно измель­чаются, их средняя ширина примерно в два раза меньше, чем после обычной закалки. За счет этого создаются дополнительные границы и субграницы, способные препятствовать движению дислокаций и об­легчающие релаксацию напряжений, что повышает сопротивление стали хрупкому разрушению. Мартенситные пластины — двойникован-ные. В процессе мартенситного превращения геометрия их изменяет­ся. При росте в кристалле аустенита пластины встречают многочис­ленные дефекты кристаллического строения, которые влияют на на­правление и скорость их роста в зерне. Это уменьшает вероятность ударов мартенситных пластин по границам зерен и тем самым препятст­вует возникновению в приграничных областях высоких напряжений, что обеспечивает более высокий комплекс свойств стали, чем в слу­чае обычной закалки.
...
Степень тетрагональности мартенсита при ВТМО меньше, чем при обычной закалке, из-за сегрегации углерода на дислокационных субграницах, что повышает устойчивость стали против разупрочнения при отпуске. Таким образом, пластическая деформация, совершенная до закалки стали, замедляет выделение карбидов при отпуске. Оно происходит по тем же закономерностям, что и при обычном отпуске, однако в случае ВТМО карбиды значительно дисперснее и распола­гаются на дислокационных субграницах, что способствует закрепле­нию субструктуры горячедеформированного аустенита, наследуемой мартенситом.
...
В отпущенном состоянии сталь приобретает структуру сорбита или троостита. Ферритные зерна имеют вытянутую форму и разви­тую субзеренную структуру. Дисперсные карбиды расположены на субграницах.
...
При ВТМО проявляются несколько механизмов упрочнения стали: повышение плотности дислокаций в аустените и в мартенсите, образо­вание пересыщенного твердого раствора (мартенсита), создание двой-никованных мартенситных пластин, возникновение дисперсных, рав­номерно распределенных упрочняющих карбидных частиц. Дейстьие этих механизмов проявляется в комплексе.
...
Применяя ВТМО, удается значительно повысить прочность угле­родистых и легированных сталей, сохранив на высоком уровне плас­тические свойства. В среднем пределы текучести и прочности при ВТМО возрастают на 100—200 МПа по сравнению с таковыми при обычном улучшении.
...
и отпускной хрупкости стали, увеличение вязкости, высокая техно­логичность процесса, поскольку не требуется специального мощного оборудования для обработки давлением, как при других видах ТЛЮ, возможность использования этого способа для обработки как угле­родистой, так и легированной стали.
...
Если при ВТМО сталь после горячей деформации резко охлаждают до области высокой устойчивости аустенита и выдерживают в этой области, то вместо мартенситного происходит бейнитный распад, который проводят в изотермических условиях. Этот вид ВТМО на­зывают высокотемпературной термомеханической изотермической об­работкой (ВТМИзО). При такой обработке бейнит наследует мелкозер­нистую субзеренную структуру горячедеформированного аустенита (рис. 4.16, б).
...
Низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО) стали включает: нагрев металла до температуры аустенитной области; резкое охлаждение аустенита до температур его максимальной устойчивости; теплую пластическую деформацию при этих температурах, после­дующую закалку на мартенсит (рис. 4.17), отпуск. При НТМО пласти­ческая деформация может быть совмещена с распадом переохлажден­ного аустенита, в этом случае образуется бейнит.
...
Нагрев стали до температур аустенитного состояния осуществляет­ся с целью растворения дисперсных упрочняющих фаз и гомогениза­ции аустенита. Чем полнее проходят эти процессы, тем выше упроч­няющий эффект НТМО. Выбор температуры нагрева определяется природой указанных фаз и температурой их растворения. Резкое охлаждение до начала деформации необходимо для предотвращения выделения этих фаз.
...
Теплая деформация проводится в температурном интервале мак­симальной устойчивости переохлажденного аустенита. НТМО приме­няют в основном для средне- и высоколегированных сталей, обла­дающих более
...
Переохлажденного аустенита по сравне­нию с углеродистыми сталями. Темпе­ратура теплой деформации выбирается
...
температуры рекристаллизации стали. Цель теплой деформации—уп­рочнить аустенит. Установлена четкая зависимость между степенью упрочне­ния аустенита и прочностью образован­ного из него мартенсита. Коэффициент упрочнения резко падает при повышении температуры деформации, поэтому для получения одинаковой прочности аусте­нита степень деформации
...
§ 2. Низкотемпературная термомеханическая обработка
...
Приведем несколько режимов НТМО. Сталь ЭИ961 нагревают в аустенитную область до 1000 °С, охлаждают до 600 °С и обжимают на 50 %. Сталь Р9, предварительно нагретую до 950 °С, прокатывают при 400 °С на 30 % или проковывают с обжатием 15 %.
...
Деформация переохлажденного аустенита приводит к образованию ячеистой субструктуры с высокой плотностью дислокаций, характе­ризующейся их неоднородным распределением. Аустенит получается мелкозернистым, так как в процессе деформации зерна дробятся. Обработка давлением ускоряет мартенситное превращение.
...
При мартенситном превращении мартенсит наследует дислока­ционную ячеистую субструктуру аустенита. Размеры субзерен состав­ляют доли микрона, углы их взаимной разориентировки достигают 10—15°. Субзерна состоят из микрообластей (блоков) размером менее 2 • Ю-2 мкм, разориентированных друг относительно друга на угол около Г.
...
Субструктура, возникающая при теплой деформации, термически устойчива, так как дислокации закреплены атомами углерода и азота. Упрочнение стали в результате теплой деформации усугубляется фа­зовым наклепом при мартенситном превращении. Измельчению кри­сталлов мартенсита способствует дробление аустенитных зерен в про­цессе теплой деформации, так как границы зерен препятствуют росту пластин мартенсита. Субграницы, полосы скольжения и двойники являются полупроницаемыми барьерами, они искажают мартен­ситные пластины, изменяют направление их роста, влияют на морфо­логию мартенсита. При НТМО образуется преимущественно пластин­чатый двойникованный мартенсит, кристаллы которого ориентированы определенным образом: плоскость пластинок мартенсита соответст­вует кристаллографической плоскости (225) и параллельна плоскости прокатки. Эта текстура связана с текстурой деформации аустенита. Полагают, что преимущественная ориентировка мартенситных пластин способствует более равномерному распределению напряжений, что приводит к повышению прочности и пластичности стали.
...
При отпуске мартенсит мало склонен к разупрочнению благодаря малой степени тетрагональное™ и устойчивости субструктуры. В стали возникает множество высокодисперсных карбидов, равномерно рас­пределенных на границах ячеек субструктуры.
...
В результате НТМО удается получить очень высокие прочностные свойства стали и сохранить пластичность. Этим способом можно обра­батывать главным образом легированные стали, обладающие высокой устойчивостью переохлажденного аустенита. Круг сталей, подвер­гаемых ВТМО, значительно шире. Для проведения НТМО необходимо использовать мощное оборудование. При НТМО благодаря более низкой температуре деформации, чем при ВТМО, слабее протекают релаксационные (рекристаллизационные) процессы, поэтому НТМО
...
Недостатками НТМО являются невысокая сопротивляемость стали хрупкому разрушению из-за сильного упрочнения мартенсита и
...
В последнее время в ряде режимов ТМО применяют двукратную деформацию в разной последовательности. Соответственно различают высоко-низкотемпературную
...
При патентировании проволоки из углеродистой стали также при­меняют двукратную деформацию, только холодную. Патентирование — это собственно НТМО, включающая холодную деформацию, нагрев стали до температур 870—920 °С с целью получения крупнозернистого аустенита, охлаждение аустенита до температур его минимальной устойчивости и изотермический распад переохлажденного аустенита с образованием средне- или тонкодифференцированного перлита (сор­бита или троостита). Заключительную холодную деформацию осуще­ствляют на высокую степень (выше 75 %). В процессе деформации в феррите создается повышенная плотность дислокаций у межфазных границ, возникает дисперсная ячеистая субструктура, а расстояние между цементитными пластинами уменьшается. Предел прочности стали в результате патентирования может достигать 4000 МПа.
...
Термомеханическую обработку можно осуществлять путем нагре­ва стали до температур аустенитного состояния, охлаждения до тем­пературы перлитного превращения (чуть ниже Ах)
...
область под закалку, кратковременную выдержку при температуре нагрева, закалку и отпуск. Холодная деформация исходной феррито-карбидной структуры повышает плотность дислокаций, которые пе­рестраиваются при дорекристаллизашгонном нагреве с образованием в феррите полигональной субструктуры. Последняя наследуется сталью при дальнейшем скоростном нагреве, кратковременной вы­держке и закалке на мартенсит.
...
Текстура деформации не уничтожается в ходе сдвиговых превра­щений, что обусловлено определенным ориентационным соответствием решеток аустенита и мартенсита. В результате получается мартен­сит, упрочненный субструктурой деформации и статической полиго­низации, а также фазовым наклепом от двух сдвиговых превращений. Степень упрочнения стали при ПТМО ниже, чем при НТМО и ВТМО. В результате ПТМО увеличивается конструкционная прочность стали.
...
Существует термомеханическая обработка, при которой проводят холодную деформацию мартенсита с последующим отпуском. Есть две разновидности этой обработки: в первом случае мартенсит получают обычной закалкой, во втором — с использованием эффекта ВТМО.
...
(МТО) вклю­чает деформацию стали после термической обработки с последующим нагревом до температуры начала рекристаллизации. Степень дефор­мации в зависимости от типа стали составляет 0,3—10
...
При такой обработке в стали образуется тонкая полигонизованная субструктура, устойчивость которой повышается в результате скопления атомов при­месей на дислокациях. Тонкая- субструктура, в свою очередь, спо­собствует торможению коалесценции упрочняющих фаз. Задача после-деформационного нагрева — стабилизировать субструктуру путем использования эффекта старения. Для многих сталей оптимальной тем­пературой нагрева является 600 °С. Способ стабилизации дислока­ционной субструктуры имеет большое значение для повышения жаро­прочности, поэтому МТО применяют при обработке жаропрочных сталей.
...
' Рассмотренные в этой главе виды ТМО позволяют разделить их на четыре группы по моменту осуществления пластической дефор­мации:
...
Холодная деформация, которой подвергается, как правило, горя-чедеформированная сталь, проводится для получения стальных из­делий нужной формы и размера с заданной чистотой поверхности. Существует несколько способов холодной деформации стали — про­катка, волочение, экструзия, штамповка, каждый из которых произво­дится на специальном оборудовании. Холодная прокатка осуществ­ляется на специальных станах. Мало- и среднеуглеродистые стали прокатывают на непрерывных многоклетьевых, труднодеформируе-мые — на одноклетьевых, легированные, в том числе нержавеющие,— на реверсивных станах. При прокатке широких полос малой толщины используют многовалковые станы.
...
Деформацию волочением применяют при производстве изделий малых сечений и относительно большой длины (проволоки, тонкостен­ных труб малого диаметра). Волочение горячекатаных прутков осу­ществляют с целью повышения точности размеров и качества поверх­ности (этот процесс еще называют калибровкой). Калибровке подвер­гают также катанку и трубы, получаемые горячей прокаткой или прессованием. Волочение позволяет увеличить диаметр труб (раздача труб волочением). При экструзии металл протягивается через спе­циальные матрицы — фильеры. Этим способом можно получить изде­лия любого профиля. Холодной штамповкой листовой стали изготав­ливают полые изделия. К основным операциям холодной штамповки относятся гибка, свертка, вытяжка, обжим, раздача.
...
В процессе холодной деформации сталь значительно упрочняется, поэтому холодная прокатка, волочение, экструзия — весьма эффек­тивные способы повышения прочности стали. С помощью холодной деформации в изделиях специального назначения удается повысить прочность до 3000 МПа и выше.
...
Способность стали к деформационному упрочнению в процессе холодной пластической деформации характеризуется показа­
...
При прохождении через клети прокатного стана с увеличением степени деформации сталь упрочняется постепенно, что приводит к возрастанию в последующих клетях деформирующих усилий. Следует отметить, что упрочнение стали растет непропорционально увеличе­нию обжатия: оно наиболее сильно развивается на начальных этапах деформации (до 20 %), затем его интенсивность снижается.
...
Форма зерен в холоднодеформированной стали определяется спо­собом деформации (рис. 4.18). В исходном состоянии после горячей деформации форму зерен приближенно можно считать равноосной. При холодной прокатке она изменяется по мере увеличения степени деформации, причем по высоте заготовки происходит обжатие, вдоль направления прокатки — удлинение и в поперечном направлении — уширение (рис. 4.18, с). При рассмотрении изменения формы зерен примем систему координат: ось х — направление прокатки; ось у — направление по высоте заготовки; ось г — направление по ширине заготовки. Допустим, что объем каждого зерна в процессе прокатки не изменяется. Зерно в ходе деформации сохраняет форму эллипсоида, размер осей которого постоянно изменяется. Эллипсоид описывается уравнением
...
В результате математической обработки экспериментальных дан­ных установлена аналитическая зависимость формы зерна от степени деформации стали (размеров зерна в направлениях х, у, г):
...
где Dд., О Dг — оси эллипсоида; А, В, С, т, п, I — параметры, зависящие от состава стали. Для доэвтектоидной стали, имеющей
...
«ферритную структуру, характерны следующие параметры: А = 7,4/; В = 5,80; С = (5—17); т = 0,0123; п = 0,0182; / = 0,0059. Форму­лы (4.7) дают возможность в любой момент прокатки по известной степени деформации определить размер зерна, а изменение его формы в процессе деформации описывается уравнением
...
При волочении зерна приобретают не эллипсоидную, как при про­катке, а волнообразную форму, которая получается вследствие уд­линения зерна в направлении волочения и одновременного изгиба по типу вращения вокруг оси проволоки (рис. 4.18, б)
...
Доэвтектоидные стали. Доэвтектоидные низкоуглеродистые стали 05, 08 в исходном состоянии имеют структуру феррита с небольшим ко­личеством включений цементита. При прокатке на многоклетьевом стане ферритные зерна изменяют форму, а сталь постепенно упроч­няется. Влияние степени деформации на механические свойства по­казано на рис. 4.19.
...
Развитие упрочнения стали прослеживается по характеру изме­нения твердости с увеличением степени деформации, которое проис­ходит в три стадии: деформация до 20 % — интенсивное упрочнение; 20—50 % — незначительное упрочнение; выше 50 % — вновь интен­сивное упрочнение. При деформации стали до 20 % в ферритных зер­нах наблюдаются генерирование дислокаций и их скольжение. Бла­годаря взаимодействию дислокаций в пересекающихся плоскостях скольжения и блокировке скольже­ния препятствиями (границами зерен, включениями, пересекающимися пло­скостями скольжения) на этой стадии сталь значительно упрочняется.
...
В процессе холодной прокатки структура стали постоянно изменяет­ся (рис. 4.20). Тенденция к образова­нию ячеистой субструктуры проявля­ется уже при деформации 4—6 %,
...
стали при этом незначительно, так как дислокации обходят пре­пятствия путем поперечного скольжения, а размеры ячеек почти не изменяются. При холодной деформации единственным механизмом динамического возврата является поперечное скольжение дислока­ций, которое позволяет последним обходить препятствия и тем са­мым снижает коэффициент деформационного упрочнения. Дальнейшее увеличение степени деформации (50 % и выше) приводит к значи­тельному накоплению дислокаций на границах ячеек, в результате чего ширина субграниц резко увеличивается, а размеры ячеек умень­шаются (рис. 4.20, б).
...
Степень упрочнения стали при холодной деформации определяется общим количеством и характером распределения дислокаций. Из­менение плотности дислокаций и размера ячеек субструктуры с уве­личением степени деформации стали 08кп показано ниже. Интен-
...
сивность субструктурного упрочнения определяется углом разориен-тировки Вс соседних ячеек субструктуры. С увеличением 6С возрастает блокирующая способность субграницы, что приводит к повышению коэффициента входящего в уравнение Холла-Петча (4.2).
...
Микроструктура ферритной стали после различных обжатий по­казана на рис. 4.20, в, г. Деформация имеет неоднородный характер. Например, при общей деформации стали 18—22 % можно обнаружить зерна, претерпевшие деформацию на 10, 20, 40, 60 и даже 80 %. Части­цы цементита мало пластичны, хрупко разрушаются и перераспре­деляются с образованием строчек в направлении прокатки. Прв снижении температуры деформации до —196 °С преобладающим механизмом деформации становится двойникование.
...
Из доэвтектоидных сталей 05, 08, 10, имеющих ферритную струк­туру, холодной прокаткой получают полосы и листы, применяемые в автомобилестроении, сельскохозяйственном машиностроении для из­готовления изделий методом холодной штамповки; из электротехни­ческих текстурованных и малотекстурованных ферритных сталей* например стали ЭЗ, с высокими электромагнитными свойствами произ­водят трансформаторные листы.
...
Рис. 4.21. Структура углеродистых сталей после холодной прокатки:
...
деформации имеют ферритно-перлитную структуру равноосных зе­рен. В процессе холодной прокатки ферритные и перлитные зер­на изменяют свою форму, вытягиваясь в направлении деформации {ряс 4.21, а). Упрочнение стали развивается в результате увеличения плотности дислокаций, формирования ячеистой субструктуры в фер-ритной составляющей структуры, образования субструктуры в пер­лите. Особенности субструктурного упрочнения перлита рассмотрены ниже при описании эвтектоидной стали.
...
Пластическая деформация стали с ферритно-перлитной структурой начинается с появления полос скольжения, а при отрицательных температурах — и двойников в избыточном феррите, причем в начале деформации перлитные зерна ведут себя в основном как «жесткие» включения и выполняют роль препятствий на пути движения дисло­каций и двойников. Полосы скольжения могут заканчиваться у пер­литных зерен или огибать их. В избыточном феррите полосы скольже­ния и двойники взаимодействуют друг с другом, с границами фер­ритных зерен и границами феррита с перлитом. Возникающие при этом напряжения вызывают деформацию в феррите перлита и
...
В процессе развития деформации до 25 % плотность дислокаций возрастает и в избыточном, и в перлитном феррите, что приводит к формированию ячеистой структуры. В связи с тем, что объем пластин феррита перлита меньше по сравнению с объемом зерен избыточного феррита, размеры ячеек в феррите перлита будут соответственно мень­ше. Степень упрочнения избыточного феррита и перлита при степенях деформации менее 25 % примерно одинакова. Увеличение степени деформации способствует более интенсивному упрочнению перлита. Предел текучести доэвтектоидной стали зависит от свойств ферритной и перлитной составляющих структуры:
...
Холодной деформации подвергаются доэвтектоидные легирован­ные и углеродистые стали марок 65, 70, 75, 85, 55ГС, 60Г, 65Г, пред­назначенные для изготовления деталей высокой прочности и упругости ■(пружин, рессор, лопаток вентиляторов, тормозных дисков и т. д.), а также автоматные стали марок А12, А20, АЗО.
...
Эвтектоидная сталь до деформации имеет структуру равноосных зерен пластинчатого перлита. В механизмах упрочнения феррита и перлита есть много общего, однако присутствие частиц цементита вносит существенные отличия в рассматриваемые явление. Перлитные колонии в поликристаллической стали распределены хаотически. В процессе прокатки они ориентируются преимущественно вдоль на­правления деформации. Такая ориентация усиливается с увеличением ■степени деформации стали. В ферритных участках, как и в структурно свободном феррите, дислокации генерируются и движутся, возникают дислокационные скопления. При деформации перлита наблюдаются
...
Скольжение в феррите перлита происходит вдоль или поперек цементитных пластин, а также по межфазным границам. Между фер­ритом и цементитом в перлите возможны следующие ориентационные соотношения: (001)ц || (521)Ф; (001)ц » (211)*; П00]ц I! [011]Ф; {010]ц |! [111 1ф
...
Цементитные пластины в благоприятно ориентированных коло­ниях несколько удлиняются в результате их деформации скольже­нием. В этих участках пластинчатое строение перлита сохраняется, однако пластины становятся более тонкими и в них увеличивается плотность дислокаций.
...
С развитием деформации субзерна разворачиваются, увеличивается угол их разориентировки. Блокировка скольжения в феррите, про­исходящего под углом к плоскости (001)ц, приводит к деформации цементита путем сбросообразования. В неблагоприятно ориентиро­ванных по отношению к направлению деформации колониях цемен­титные пластины изгибаются и разрушаются срезом, и у их обломков появляются дислокационные клубки, которые с увеличением степени деформации превращаются в стенки ячеек, содержащие, наряду с дис­локациями, измельченные частицы цементита. В этих участках не сохраняется пластинчатое строение перлита.
...
Упрочнение эвтектоидной стали происходит благодаря увеличе­нию плотности дислокаций в феррите, цементите и на границах разде­ла феррит — цементит и в результате формирования в феррите ячеис­той субструктуры, содержащей в стенках ячеек мелкие частицы це­ментита. Микроструктура деформированного перлита показана на рис. 4.21, б.
...
Степень упрочнения стали со структурой пластинчатого перлита зависит от дисперсности перлитных колоний, что, в свою очередь,
...
определяет длину линий скольжения в ферритных участках. Чем ко­роче эта дистанция, тем быстрее упрочняется перлитная сталь:
...
Здесь йр — константа, характеризующая степень блокировки дисло­каций структурными барьерами; Дс — дистанция скольжения дисло­каций, примерно равная отрезку в ферритном участке, ориентирован­ному в направлении ПШфи
...
Сталь со структурой дисперсного перлита можно существенно упрочнить с помощью холодной деформации. При патентировании проволоки из сталей 65, 70, У8, У9 волочение приводит к увеличению предела прочности стали до 4000 МПа.
...
Заэвтектоидная сталь в исходном состоянии имеет структуру пер­лита и вторичного цементита. При холодной деформации такой стали перлит деформируется аналогично перлиту эвтектоидной стали, а вторичный цементит, находящийся на границах зерен, даже при ма­лых обжатиях (0,5—2 %)
...
Повышение сопротивления заэвтектоидной стали разрушению и увеличение ее пластичности достигается сфероидизирующим отжигом или теплой деформацией в ходе перлитного превращения.
...
Субструктурное упрочнение стали со структурой зернистого пер­лита развивается следующим образом. В ходе деформации начинается скольжение дислокаций в феррите. Частицы цементита препятствуют движению дислокаций. Это приводит к повышению напряжения, необ­ходимого для их движения. Важным показателем развития упрочне­ния сфероидизированной стали является дистанция свободного сколь­жения дислокаций в феррите, которая определяется средним рас­стоянием между частицами цементита. Предел текучести стали при этом равен
...
титкых частиц и количеством дислокаций, заторможенных цементит-ными частицами. В результате торможения скольжения у цементит­ных частиц возникают дислокационные скопления — клубки (рис. 4.21, е), которые преобразуются в ячеистую субструктуру. В отличие от пластинчатого глобулярный цементит при холодной деформации пластически не деформируется. Крупные цементитные частицы раз­рушаются, а их обломки перемещаются в направлении течения стали.
...
Прочность стали со структурой сфероидизированного цементита обратно пропорциональна расстоянию между карбидными частицами и диаметру ячеек дислокационной субструктуры. Таким образом, механизм упрочнения стали со структурой зернистого перлита состоит в субструктурном и дисперсионном упрочнении металла частицами цементита.
...
В механизмах упрочнения стали с пластинчатым и зернистым пер­литом есть много общего. В обоих случаях частицы цементита пре­пятствуют движению дислокаций в феррите. Следует отметить, что в отличие от стали с пластинчатым перлитом сталь со структурой зернистого перлита (цементита) не разрушается при степенях дефор­мации 80—90 %. Микроструктура стали с зернистым перлитом после холодной прокатки на 70 % показана на рис. 4.21, г.
...
Механизм холодной деформации легированных сталей зависит от их принадлежности к структурному классу. Ферритные и перлитные стали деформируются аналогично рассмотренным выше доэвтектоид-ным и эвтектоидной сталям. У легированного цементита и специальных карбидов, входящих в структуру перлита, пластичность ниже, чем у цементита. Их разрушение начинается при меньших степенях де­формации по сравнению с таковыми цементита, поэтому упрочнение легированных сталей развивается интенсивнее, чем углеродистых.
...
Стали карбидного (ледебуритного) класса мало пластичны при хо­лодной деформации, так как специальные карбиды обладают повы­шенной хрупкостью, а наличие карбидных эвтектик способствует рез­кому снижению пластичности стали в любом температурном интервале. Для увеличения их пластичности следует проводить сфероидизирую-щий отжиг. При получении дисперсных, равномерно распределенных глобулярных карбидов становится возможной холодная деформация стали. Механизм ее упрочнения аналогичен рассмотренному выше для углеродистой стали со структурой зернистого цементита. Такой обработке подвергаются некоторые виды инструментальных сталей.
...
Стали мартенситного класса не поддаются большим обжатиям из-за высокой хрупкости мартенсита, пределы текучести которого составляет 800—1000 МПа. Увеличить их пластичность можно, из­мельчив структуру с помощью ВТМО или НТМО. Сопротивление деформации стали со структурой отпущенного мартенсита или бей-нита определяется размерами зерен а-фазы и дислокационных ячеек субструктуры, а также расстоянием между карбидными частицами:
...
Легированные стали подвергают холодной деформации (рис. 4.22). Деформация мартенсита, представляющего собой пересыщенный твер­дый раствор, приводит к его частичному распаду, нагрев интенсифи­цирует последний, изменяет характер распределения и дисперсность частиц цементита или карбидов. Основными причинами повышения прочности мартенситных сталей являются увеличение плотности дис­локаций и распад остаточного аустенита. Дислокационная структура деформированного мартенсита показана на рис. 4.22, а. Дислокации блокируются атомами углерода. Холодная деформация стали со струк­турой отпущенного мартенсита способствует значительному ее упроч­нению.
...
Стали аустенитного класса при холодной деформации ведут себя аналогично однофазным ферритным сталям. Деформация аустенита развивается путем множественного скольжения дислокаций и двой­никования (рис. 4.22, б). Линии скольжения в аустените при разных схемах деформации распределены по-разному: при прокатке стали на начальных этапах деформации они располагаются в одном направ­лении в пределах каждого зерна, при волочении — пересекаются с образованием сетки.
...
В интервале степеней деформации до 5 % плотность дислокаций резко возрастает, появляются дислокационные скопления и дефекты упаковки. При деформации 10—15 % работают три-четыре системы скольжения, взаимодействие дислокаций в пересекающихся системах приводит к образованию порогов на дислокациях. Возникает ячеистая дислокационная субструктура. Размер ячеек последней составляет примерно 0,1—0,5 мкм. С увеличением степени деформации до 50 % возрастают плотность дислокаций в стенках ячеек, количество и про­тяженность дефектов упаковки. В аустените меньше активных плос­костей скольжения, чем в феррите, дислокации мало склонны к по­перечному скольжению и переползанию из-за меньшей диффузионной подвижности атомов. Поэтому в аустените раньше тормозится движе­ние дислокаций, возникают дислокационные скопления и клубки,
...
Рис. 4.22. Микроструктура легированных сталей после холодной прокатки:
...
преобразующиеся в стенки ячеек. Упрочнение аустенитных сталей развивается интенсивнее, чем ферритных, и при одинаковой степени деформации достигает большего значения.
...
Если в процессе деформации происходит мартенситный распад, деформационный наклеп усиливается фазовым наклепом. Малые обжатия активизируют и ускоряют мартенситное превращение, боль­шие — стабилизируют аустенит, что связано с измельчением субструк­туры и образованием разрывов по когерентным границам растущих кристаллов мартенсита и аустенита. При температуре 20 °С мартен­ситное превращение происходит частично, с понижением температуры оно значительно-интенсифицируется. Сочетание холодного наклепа при отрицательных температурах с мартенситным превращением^ позволяет существенно повысить прочность стали.
...
В процессе холодной прокатки стали образуется текстура дефор­мации. Например, в трансформаторной стали марок Э310, Э320 воз­никает ребровая текстура, при которой ребро куба элементарной ячейки (100) параллельно направлению прокатки, а плоскость {110} — поверхности листа. Создание такой текстуры обеспечивает стали благоприятные магнитные свойства. Применение холодноката­ной трансформаторной стали с ребровой текстурой взамен изотроп­ной горячекатаной позволяет уменьшить массу и габаритные размеры мощных трансформаторов на 20—25 % и снизить потери электро­энергии. При прокатке листов появляются несколько кристаллогра­фических составляющих текстуры: (ПО) [001], (112) [110], (111) [112]. В случае волочения труб из углеродистой стали 10 образуются тексту­ры (102) [ПО], (ПО) [112], (ПО) [110], а из аустенитной нержавеющей стали — аксиальная текстура. При глубокой вытяжке характер текстуры для разных участков деталей не одинаков. Например, в центре дна чашки появляется текстура сжатия (направления [111] и [100] параллельны оси сжатия), на верхнем ободе чашки — также текстура сжатия, но ось ее тангенциальна.
...
При холодной деформации стали изменяются не только механи­ческие, но и физические свойства. Электросопротивление в общем случае повышается в результате наклепа, что связывают с ростом плотности дефектов кристаллического строения, рассеивающих элек­троны проводимости. При холодной деформации уменьшается сопро­тивление стали коррозии, причем преимущественно развивается ин-теркристаллитная коррозия. Холодная деформация приводит также к снижению теплопроводности и магнитной проницаемости стали, затрудняет процессы намагничивания и размагничивания ферромаг­нитных сталей.
...
Холодная пластическая деформация стали — один из эффектив­ных способов понижения температуры хладноломкости, которое проис­ходит в результате создания ячеистой субструктуры. При малых степенях деформации, когда дислокации в зернах распределены хаоти-
...
чески, низкотемпературная пластичность стали снижается, а темпе­ратура хладноломкости повышается. При больших степенях дефор­мации температура хладноломкости уменьшается.
...
7. В чем состоят особенности холодной деформации легированных сталей? в. Что такое текстура холоднодеформированных сталей?
...




Конструкционные материалы: Справочник
Основы металлографии и пластической деформации стали
Оборудование для контактной сварки постоянным током
Справочник конструктора металлических конструкций
Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности