автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка комплексной технологии снижения поврежденности конструкционных сталей путем пластической деформации и термической обработки

са

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

На правах рукошии

Лунева Светлана Валентиновна

РАЗРАБОТКА КгШШЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СНИЖЕНЫ! ПОВРЕЗДЕННОСГИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПУТЕМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.02.01 - Иатериалоьедений

АВЮРЕФЕ1-А1 дигскртацин на соискание ученей отгнени кандидата технических наук

Москва

1995

РаОота выполнена в Московской Государственной академии приборостроения и информатики

Научный руководитель: член-корр. Академии Технологичеких наук, доктор технических наук, профессор Куманин В.И.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Ковалева Л.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шур Е.А.

кандидат технических наук, доцент Чупятова Л.П.

Ведущее предприятие: Институт машиноведения им.Елагонра-вова A.A. РАН

Защита диссертации состоится декабря 1995 ¡-. в /О* часов на заседания совета К 063.93.01 в Московской Государственной академии приборостроения и информатики по адресу: 107846, Мозк ва. ул.Стромынка, 20.

Автореферат разослан 1986 г.

Ученый секретарь диссертационного совета /;/

кандидат технических наук, доцент Дальская А. П.

Актуальность работы. В условиях рыночных отношений, когда происходит постоянное и значительное удорожание металлопродукции, осо-Зенно остро встаот вопрос об увеличении срока эксплуатации игделий «в металлических материалов. Один из подходов к решению этой проблемы - это создание комплекса мер, позволяющих увеличить ресурс работоспособности изделия, затормозив развитие процессов, приводящих < разрушению металлических материалов.

Конструкционные материалы попользуются для изделий, работающих з самых различных условиях. Но вне зависимости от вида эксплуатационных нагрузок, рабочей температуры, структуры металла или сплава эазрушениэ деталей происходит вследствие образования и накопления в шх микронесплошностей. Таким образом, долговечность изделия определяется кинетикой накопления в нем несплошностей.

К настоящему времени достаточно подробно изучена кинетика на-сопления поврежденности при эксплуатации различных металлов и спла-юв в условиях ползучести при повышенной температуре(>0.4Тш). Зна-мтельно меньше известно о характере изменения сплошности конструкционных материалов в области обычных температур, близких к комнат-1ЫМ.

Таким образом, актуальность данной работы определяется тек., что I ней изучены процессы накопления микроповреждений в машинострои-!едьных материалах, используемых при обычных температурах , а так-:е выявлены пути устранения поврежденности в конструкционных сталях «8ЛИЧНЫХ структурных классов.

Цель работы .• Цель настоящей работы заключалась в создании и ре-дизации комплексной технологии снижения поврежденности конструкш-1нных сталей, работающих при обычных температурах, путем пластичес-:ой деформации и восстановительной термической обработки.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следую-яе задачи:

1.Установить влияние предварительной технологической обработки а степень сплошности и структуру конструкционных материален

2.Определить влияние пластической деформации на степень сплошности. структуру и свойства конструкционных сталей различны* труктурных классов.

3.Разработать технологию восстановительной обработки, позволяю-ую максимально снизит:-, общую поврекденность конструкционных сталей ерлитного и аустенитного классов.

Научная новизна. Определен уровень поврезденности конструкцией ной стали перлитного класса после технологической обработки до нг чала ее эксплуатации.

Впервые обнаружено," что пластическая деформация при оСычш температурах приводит к снижению технологической поврежденное1] сталей перлитного и аустенитного классов.

Выявлена причина повышения плотности конструкционных стал« перлитного и аустенитного классов при мал)« степенях холодной плас тической деформации.Покавано, что при нагружении происходит часда ное залечивание существовавших в металле микропор по деформационно му механизму.Определены границы интервала пластической деформацм внутри которого нагружение приводит к снижению поврежденности.

Разработана и реализована на практике комплексная технологичес кая обработка, сочетающая пластическую деформацию и термическс воздействие,, которые обеспечивают максимально эффективное повышем плотности конструкционных сталей и оптимизацию их структуры.

Практическая ценность. Показана практическая возможность устра нения поврежденности в сталях различных структурных классов трек путями:

1)восстановительной термической обработкой;

2) пластической деформацией;

3)комплексной обработкой, сочетающе,* деформацию и термическу обработку.

Установлены оптимальные режимы пластической деформации для сну жения поврежденности сталей:

-сталь СтЗ-деформация не более 0.3 от Деформации разрушения; •сталь 03Х18Н10Т - деформация не Солее 0.8 от деформации раару

Определены оптимальные параметры комплексной обработки,способе твующеч максимальному повышению сплошности сплавов:

-для стали СтЗ-деформация до 0.16^ и циклический нормализаци онный отжиг(температура +ЗЭт50'с, кратность обработки 12 циклов) -для стали 0:Х18Н10Т-гефорыация до 0.25^ и отжиг I. С- 1050'С продолжительность-1час).

Реализация результатов работы. Полученные и р; Зоте эксперимен таяьные и. теоретический результаты были, использованы совместно

- б -

iarn РАН для создания технологии восстановления служебных свойств жструкционных сталей (работа проводилась по ваказу ЭШ!а).

Апробация работы. СсноЕные результаты работы докладывались на;

- Всесоюзной конференции "Быстрорежущие стали, их производство, ишенение и прогрессивные технологии упрочнения режущего инстру-шта". г.Нахабина, 19й2;

- III Международной конференции "Прикладная рентгенография ме uuob". Москва,1904 г.

- научном семинаре "Материаловедение в машиностроении", МГАПИ, 164Г.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано б 6 ¡чатных работах.

Объем работы. Диссегтационная работа состоит из введения. 6 ав, общих выводов, списка литературы (5Г наименований) и содер-№ страниц машинописного текста с иллюстрациями.

Основное содержание работы

Во введении кратко сформулирована проблема исследования и nyiv. решения.

В первой главе представлен обзор литературы, посвященный вопро-ы кинетики накопления микронеспловностей в металлах и сплавах ппи астической деформации.

Рассмотрены основные механизмы варождения неопло1шостей(дефог--ционный и диффувиснный) при деформации в области обычных темпера р. Подробно проаналиБировано ивменение обгемной доли и основных рактеристик ансамбля микронесплогяостейС пор и трещин) в процесса гружения в чистых металлах и сплавах при различных схемах дефор-рования.Показано влияние структурно-фазового состояния металл и -ских сплавов на характер накопления поврежденности.

В этой же главе проанализированы теоретические основы процессоь лечивания несплошностей под воздействием температурного и силсво-факторов.Рассмотрены различные виды восстановительных обработок, том числе изотермическая и циклическая восстановительная терми екая обработка. Проанализировано влияние осьовных параметров рема восстановительной обработки(температуры, продолжительности или

- а -

кратности обработки) на степень повышения сплошности и изменен свойств металлов и сплавов..

Во второй главе обоснован гчбор материалов для исследован* дана их характеристика. Б качестве объекта исследования были у пользованы углеродистая сталь СтЗ перлитного класса и хромонике; вые стали 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т аустенитного класса, которые шире используются в качестве конструкционных материалов в машнострс нин.

Деформирование осуществлялось на разрывной .малине "1пз1гс марки ТТ-Д-10 с непрерывной записью продольной деформации, котор определялась деформоме:ром ,с базой.35 мм. , ■

Исследование поврелденноети, структурно-фазового состояния свойств материалов проводилось с использованием следующих метод 1:

1.Прецизионное определение плотности.

2.Растровая электронная микроскопия..

3.Ренггеноетруктурный фазовый анализ. Г

4. Оптическая металлография.

5.Определение деструкционных характеристик при испытании одноосн статическим растяжением. , б.Магнитная феррометрия.

Плотность исследуемых сталей(£) определялась методом. /идрост тичес-кого взв:-шивания.В качестве рабочей жидкости был иегкшлов тетрабромэтан.

Поврежденность деформированного металла порами оценивалась их объемной до.че(чл ), численно равной относительному изменен плотности по сравнению с исходным состоянием:

где рь -плотность исходного металла;

$ -плотность металла после деформации. Злектронномикроскопические исследования "холодных сколов" Оь выполнены на сканирующем микроскопе УБМ-СбБ при ускоряющем напрял н.,и ПО кВ и ув' яичении хЗООО. рентгеноструктурный фазовый аналиэ р пол':ялся на дифрактометре "ДРОН-3", съем!« проводилась на Г«?^ и лучении, бее моиохрематара. Исследование микроструктуры осупес Елйлссь на оптичч>ском микроскопе " прг увеличениях

Х10Х Магнитьая фер[ ->метрия Сыла выполнена на приборе ФЦ-2.

В третьей главе на основании литературных данных и результатов ибственных исследований был проведен аналив технологического цикла олучения металлических сплавов и показано, что на каждой его ста-ии (при кристаллизации, пластической деформации, термической обра-отке) существуют условия, способствующие образованию в металле икронесплошностей в виде микрог.ор и микротрещин.

Экспериментально установлено, что после окончания технологически обработки в перлитной стали СтЗ присутствуют микронесплошности. етедом растровой электронной микроскопии были определены размеры гфектов, -вторые находятся в интервале 0.1-1.35 мкм. Наибольшее олйчество среди выявленных пор составляют дефекты размером 0.1 -.Б мкм, доля которых в общем объеме выборки составляет 577., Доля ор среднего равмера(0.5-0.9 мкм) составляет ltó_ от общего коли-естЕа, крупных дефектов размером более 0.9 мкм обнаружено около 4% г объема выборки.

Показано, что среднш. размер пор в стали СтЗ в состоянии пос-авки составляет 0.44±0.03 мкм. Была рассчитана концентрация и обь-мная доля ^ noj) в стали СтЗ в состояний поставки, которые равны 1.1±0.6)*Ю мм и 0.49±0.12Х, соответственно .

Обнаруженные в перлитной стали несплоиности не имеют правильной ристаллографической огранки. Определен коэффициент формы несплсш-эстей(р;):

' д

Ge dt-минимальный диаметр поры;

D¡-максимальный'диаметр поры.

Показано, что коэффициент формы пер изменяется в интервале .ОЮ.Б, причем мелкие поры(0.1-0.2 мкм) rto конфигурации бли&ки к Ьерическим частицам(^-1). С увеличением размеров дефектов степень к вытянутости воврастает, коэффициент формы уменьшается (ff0.6 при ; -1.35 мкм).Таким образом, обнаруженные несплоиности следует от-эсти к лорам, т.к. согласно литературным данным дефекты - соознс-гнием длины и ширины 2:1 классифицируются как поры.

В четвертой главе представлены результаты исследорания накопле- ' ля поврежденноети в сталях перлитного и аустени"ного классов щи ^Формации в области обычных температур.

- в -

Наиболее опасны при эксплуатации растягивающие нагрузки. Поэто му в качестве основной схемы нагружения была выбрана статическа деформация растяжением(температура испытаний 20° С). Нагружение про водилось до разрушения. Часть образцов была снята с испытаний п достижении 0.2, 0.5 и 0.6'от деформации разрушения {Sf ).

Исследование влияния холодной пластической деформации на плот ность конструкционных сталей показало, что ее изменение носит немс нотонный характер как для стали СтЗ, так и для стали 08Х18Н10Т.

Впервые было показано, что при холодной пластической деформа ции плотность сталей увеличивается. Для стали СтЗ при деформаци 0. \b£f и для стали 08Х18Н10Т при 0.25.5,, увеличение плотности достк гало 3-7 кг/м3 . Эта величина составляет 0.03-0.09% от исходно плотности исследованных сталей. Данные результаты являются значшь ми, поскольку' превосходят точность метода определения плотности которая составляет 0.0171. Таким образом, при небольших степени (10-1V.) холодной пластической деформации растяжением в сталях pas личлых структурных классов обнаружено устойчивое повышение плотное ти.

Пои последующем увеличении деформации вплоть до разрушения прс исходило снижение плотности исследуемых сталей. Максимальная сте пень разуплотнения была зафиксирована в разрушенном состоянии составляла 0.37Х для стали СтЗ, 0.172 для стали 08Х18Н10Т и 1.1 для стали 12Х16Н10Т.

Для выявления причин повышения плотности конструкционных стал? при деформации было проведено исследование характеристик систек микронесплошностей в перлитной стали СтЗ при нагружении.

Было установлено, что в исходном состоянии в стали, прошедше предварительную технологически обработку, присутствуют мелкие (me нее О.б мкм), средни^(0.6-0.9 мкм) и крупные(более 0.9 мкм) порь Средний размер дефепов составляет 0.44±0.03 мкм. концентрация пс в единице объьма -(l.lt0.6)*10 мм . Размер самой крупной из обнар> женных пор составил 1.4 мкм.

Пластическая деформация вывывает, как известно, образование рост несплошнсстей. При этом должно наблюдаться повышение конце hi рацли пор в реэу .ьтете образования новых несплошностей. Кроме .тоге должно происходить увеличение размера максимальной поры, а также i количества за счет роста дефектов, существовавших в исходном cocTt я нии.

Однако, при анализ- структуры стапи СтЗ, деформированной >

0.Ь1р, было обнаружено, что крупные поры размером Солее 1 мкм исче-вают, а количество пор среднего размера значительно сокращается(с 19Х в исходном состоянии до 7% в деформированном). Кроме того, было отмечено, что происходит уменьшение среднего размера т;ор ю 0.32±0.04 мкм. Раьмер максимальной из обнаруженных пор составил 0.9 мкм.

Как показали результаты определения концентрации пор при деформации 0.5^,, она возрастает до (3.5±0.4)*10 мм'за счет увеличения количества мелких дефектов. Это свидетельствует о том, что идет процесс порообразования. Была рас(. читала по данным РоМ объемная доля пор в перлитной стали СтЗ в исходном состоянии и после деформации 0. Покаьано, что объемная доля несплоишостей в исходной стали составляет 0.4910.017,, при деформации 0.5^ -0.5110.01%, т.е. значимого' изменения объемной доли пор не происходит.Сопоставление результатов расчета и экспериментальных данных свидетельствует, что одновременно с образованием и накгплением пор происходит их еа-лечивание под воздействием нагрузки.

Вывод о деформационном залечивании несплоишостей при нагружении дополнительно подтверждается уменьшением размера самой крупной из обнаруженных пор, уменьшением числа дефектов крупного и среднего размера, а также повышением плотности в интервале деформаций от О до 0.5^.

Очевидно, что залечивание идет при любых деформациях одноименно с образованием и ростом неоплошностей. Но в зависимости от степени деформации интенсивность этих процессов различна.

Показано, что преимущественному валзчиванию подвергаются крупные и средние поры. Это подтверждается результатами теоретических расчетов В.В.Слезова. Он показал, что уровень локальных напряжений, необходимых для залечивания, достигается в первую очередь около несплсшностей более крупного размера.

Аналогичное увеличение -плотности в стали аустенитного класса 08X18ШОТ также связано с залечиванием несплошностей. Однако, повышение плотности в этом случае имеет несколько меньшую величину. Это связани, как показывают данные метода магнитной ферромет, иии, с образованием мартенсита деформации(-0. IX). Мартенсит имеет более низкую плотность, поэтому его появление уменьшает эффект залечивания, регистрируемый измерением плотности.

Отсутствие эффекта повышения плотности ьустенитной стали 12Х18НЮТ при деформациях менее 0.8^, связано, как показали даннье

рзнтгеноструктурного анализа, с более интенсивным протеканием на этом этапе нагружения процесса образования мартенсита деформации.

Методом РЗМ при степенях деформации 0, 0.ЬЕГ ,^ была определена суммарная поврежденность стали С.З порами.

Установлено, что при деформации 0.5^ суммарная повредденность составляэт 0.6410.041. После разрушения суммарная повреаденность стали порами в области, прилегающей к излому, достигает 1.23+0.05*.

Показано, что методом гидростатического взвешивания истинное значение степени деформационной поврежденности может быть получено только на стадии равномерной деформации. При неравномерной деформации этот метод показывает заниженный уровень повреаденности (0.26+0.ОбХ) по сравнению с ее истинным значением(0.74±0.05Х), что обусловлено высокой степенью локализации деформации и связанного с ней процесса накопления несплошностей на этой стадии нагружения.

Исследования поврежденности разрушенной стали СтЗ в области, прил тающей к излому, показали, что в этом состоянии в металле присутствуют пэры, относящиеся ко всем трем размерным фракциям .-мелкие, средние и крупные. Наблюдается по сравнению с деформацией О.Б£г увеличение доли дефектов среднего и крупного размера, которые составляют 222 и 11%, соответственно.

Путем расчета получено, что при нагружении от 0. Ыг до£^ концентрация пор снижается с (3^6+0.4)*1$ ммл до (2.3+0.3)мм*.Зто свидетельствует о том, что при деформации более 0.5<£ укрупнение пор происходит, в основном, за счет слипия нескольких мелких несплошностей.

Исследования конфигурации пор в исходной и деформированной стали СтЗ показали, что с увеличением размера самой поры воврастает степень ее эллиптичности. Установлено также, что для пор всех размеров ва исключением г^мьх мелких(0.1-0.2 мкм) с увеличением степени деформации вытякутость микронесплошностей увеличивается.

Для определения интервала деформаций, в котором преобладает эффект деформационного залечивания микронесплошностей, было предложено использовать диаграмму деструкции.

Рыбаковой Л.И. показано, что при деформации больше деформации деструкции в ме'аллах и сплавах происходит интенсивное порообразование. При более низзсих деформациях имеет место образование единичных микронесплошиостей. Изменение плотности при их появлении меньше точности исполъеуеыого метода оп;л деления плотное и.

Км -сталей СтЗ и иШ8Н10Т экспериментально была определена де-

.■мация деструкции, которая составляет О.З^и 0.8^, соответственно, еже было показано, что при деформации больше деформации деструк-I наблюдается посгепенное снижение плотности перлитной и аусте-гной сталей за счет образования микронесплошностей.

При деформации меньше деформации деструкции(0.1б£р-СтЗ и 0.25^, ЗХ18Н10Т) было выявлено повышение плотности исследованных сталей счет деформационного валечивания пор.

Таким ъбразом, пластическая деформация вызывает не только обра-зание, но и залечивание микронесплошностей. Плотность сплавов при кружении будет зависеть от вклада каждого процесса(образования и !ечиваяия пор) в ее изменение. Показано, что при деформации п>ше деформации деструкции плотность перлитной и аустенитной ста> возрастает и, следовательно,преобладает процесс залечивания. 1 деформации больше деформации деструкции плотность стал й обоих эуктурных класбов снижается, т.к. преобладает процесс образования скопления иесплошностей.

Следовательно, дрформация деструкции может рассматриваться в ■¡естве верхней границы интервала, в котором преобладает деформа-энное залечивание микронесплошнгстой.

В пятой главе проведен анализ способов снижения технологической врежденности в сталях перлитного и аусгенитного классов.

Предлагаемые методы снижения поврежденности основываются на /х различных механизмах залечивания микронесплошностей:во-первых, диффузионном механизме, реализующемся в процессе восстановитель-Л терм! 1еской обработки и, во-вторых, на деформационном механизме печивания пор под воздействием нагрузки. Кроме того, предложен эсоб комплексной обработки, сочетающий эффекты деформационного и следующего термического залечивания несплошностей.

Показано, что повышение плотности при восстановительной терми-ской обработке, проводящейся по изотермической схеме(880*С-сталь 3, 1050*С- сталь 08Х18Н10Т, продолжительность 1 ч.) для сталей рлитного и аустенитного классов не превышает 3.0±0.8 кг/мл. 11ик-ческая восстановительная обработка при тех же температурах(коли-ство циклов-12) способствует повышению плотности' только перлитной али СтЗ на 5.1+0.3 кг/|/, но не оказывает заметного воздействия изменение плотности аустенитной стили 08Х18НЮТ. Использование пластической деформации(- 8-10Х) позволяет повыть плотность конструкционных сталей различных структурных классов

на З-б кг/м8 ва счет частичного деформационного залечивания пов, денности.

Таким оОравом, ревультати деформационного способа снижения г режденности по эффективности сравнимы с результатами термичес* способа восстановления сплошности.

Было проведено подробное исследование совместного воздеЯсз на поврежденность пластической деформации и термической обработ Стадия термического восстановления сплошности проводилась по i схемам: изотермической - и циклической. Показано, что темпера! изотермического отжига оказывает значительное влияние на стег залечивания повревденности при комплексной обработке. Максималь повышение плотности для перлитной стали СтЗ было обнаружено температурах отжига 680 и 1060" С. Это обусловлено ускорением дш] 8ии эа счет повышения температуры, а также валечиванию несплоии-тей способствовали глубокие структурные изменения, протекаю^ стали на стадии термического воздействия: изменение морфолсгии ь Сида Fe в результате образования крупных(«3' мкм) глобулярных час цементита(680" С) и фазовая перекристаллизация с последующим инт сивным ростом эерна(1050°С). Кроме тогр, высокая эффективность > котемпературной обработки(680*С) связана со значительно более вь кой скоростью диффузии в -Fe по сравнению со скоростью диффуз1 /'-Fe, т.е. при проведении высокотемпературного отжига при 8Е При всех исследованных температурах продолжительность изотерма кого отжига слабо влияет на эффективность залечивания. Показа что интенсивное увеличение плотности происходит в первые 15 к отжига. При увеличении выдержки до 1 и 3 часов значимого измене плотности обнаружено не было.

Выявлено, что повышение температуры изотермического отжиге 680"С до 1060'С при комплексной восстановительной обработке ci аустенитного класса 08Х18Н10Т не оказывает сильного влияния на мэнение плотности. Рост плотности в этом случае определяется тол продолжительностью выдержки.

В результате было получено, что увеличение плотности констг ционных сталей перлитного и аустенитного классов при комплекс посстановительной оОработк- с изотермической схемой отжига cocí ляет не менее 6 кг/и*.

Бы"о проведено исследование влияния циклической схемы термин кой обработки при комплексном способе вс.становления на измене г1дотности. Показано, что для стали Ст8, обладающей полимор«]

аврощением, многократный нагрев выше А, приводит к Солее интенсив-му изменению плотности при 880"С и увеличению дисперсности струк-ры по сравнению с изотермическим режимом. Основное влияние на эпень повышения плотности при циклической схеме термической стаи восстановления оказывает количество циклов проведенной обработок . Наибольшая эффективность циклического нормализационного от-га стали СтЗ достигается при N-12.

Циклическая термообработка стали аустенигного класса 08Х18Н10Т, имеющей полиморфного превращения, не вызывает существенного по-шения плотности по сравнению с изотермическим режимом.

Следовательно, комплексная восстановительная обработка с цикли-ской схемой термического воздействия эффективна только для стали р..лтного класса. Максимальное повышение плотности в этом случае я стали СтЗ составляет не менее 10 кга/ по сравненю с плотностью исходном неинформированном состоянии.

В шестой главе р.ссмотрено влияние восстановительной термичес-й обработки на снижение деформационной поврежденности сталей пер-тного и аустенитного классов, ъозншшющей при нагружении в облас-обычных температур, с помощью ВТО.

В работах Куманина В.И. было подробно изучено восстановление лошности металлов и сплавов, поврежденных при эксплуатации в ус-виях ползучести при повышенных температурах, с помощью термичес-й.обработки.

Как было показано в главе 4, характер поврежденности, формирую-йся при деформации в области обычных температур имеет ряд сущест-нных отличий от поврежденности, образующейся при более высоких млературах. В частности, образуются более мелкие дефекты, размеры торых не превышают 1.4 мкм., повышена концентрация дефектов в инице объема, больше пор находится внутри самого верна.

Наличие этих особенностей требует дополнительного исследования зможности термического залечивания микронесплошностей, сформиро-вшихся при холодной пластической деформации.

Было определено влияние основных параметров режима восстанов-ния(температуры обработки, продолжительности выдержки, количества клов обработки при циклической схеме восстановления), а также епени накопленной лри нагружении поврежденности на снижение пов-жденнсти при ' восстановительной термической обработке холодноде-рмированных сталей.

Установлено, что с повышением температуры полного отжига и у личением продолжительности выдержки возрастает слепень валечиваи микронесопошностей, образовавшихся при низкотемпературной дефор* ции. Показано, что полное восстановление плотности до уровня нел формированного металла происходит .в стали СтЗ при температур 680, 880 И 1050°С, в стали 08Х18Н10Т при температуре 680 и 1050°С течение d часов, если деформация металла не превышала 0.6<£р для С и 0.8£р для стали 08Х18Н1ОТ.Полного залечивания деформационной пс режденности в раэрутонных сталях достигнуто не было ни при одном использованных режимов восстановления.

Выявлено, что использование циклического нормалиаационного с жига для холоднодеформированной стали СтЗ с многократным нагрея выше А3 (880°С) приводит к повышению интенсивности процесса восст новления плотности деформированной стали. Кроме того, этот мет обработки способствует формированию дисперсной структуры даже г значительном числе циклов обработки (12 циклов по 15 мин.) гслед твие многократной фазовой перекристаллизации и малому времени в держки в течение одного цикла.

Была исследована кинетика процесса залечивания нэсплошност при изотермической и циклической схеме ВТО. Показано, что наибол интенсивно изменение плотности при проведении изотермического ел соба восстановления протекает в течение первого часа обработки. Г циклической схеме изменение плотности происходит более равномернс течение всего .триода восстановления.

Таким образом, деформационная поврежденность, образующаяся п нагружении в области обычных температур , может быть полностью к частично устранена с помощью ВТО.

.Выр-цы:

1.Установлено, что в течение технологической обработки(я кристаллизации, пластической деформации, термообработке) в кон трукционных сталях различных структурных классов происходит образ вание микронесплошностей.

2.Определено, что в перлитной стали СтЗ после предварительн технологической обработки Съемная доля пор составляет 0.49+0.12 их концентрация достигает (1.1±0.6)*Ю мм .

З.Вггрвые получено, что при небольшой пластической деформаи в рбласти обычных температур происходит повышение плотности кон трукционных сталей пзр итного и аустенитного классов. Показано, ч

пластическая деформация менее 0.36^ для стали СтЗ и 0.8£^ для ота-ги 08Х18Н10Т вызывает повышение плотности на 0.03-0.09%.

4.Установлено, что причиной повышения плотности сталей является частичное залечивание в них микронесплошностей, образовавшихся при технологической обработке.

5.Определены границы интервала пластической деформации, внутри которого нагружение приводит к снижению поврежденности конструкционных ст&лей.

6.Снижение поврежденности конструкционных сталей может быть постигнуто с помощью:- восстановительной термической обработки по изотермическому или циклическому режиму;

-пластической деформации, по величине не превышающей деформа-L' ю деструкции; . •

-комплексной обработки, включающей деформацию и термическое воздействие.

7.Наибольшей эффективностью по восстановлению сплошности конструкционных сталей обладает комплексная восстановительная обработка.

8.Максимальное снижение поврежденности достигается при обработке по следующим режимам:

-перлитная сталь СтЗ-деформация O.lbf^ и циклический нормалива-люнный отжиг(880°С, 12 циклов по 15 мин.);

-аустенитная сталь 08Х18Н10Т-деформация О.25¿у и изотермический отжиг(1050°С, 1 час).

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1.Каманин В.И., Чеховой А.Н., Соколова М.Л., Лунева C.B."Восстановительная термическая обработка стали, поврежденной при эксплуатации" Тезисы докл. конф."Быстрорежущие стали, их производство, фимечение и прогрессивные технологии упрочнения режущего инстру-юнта", г.Нахабино,1992г.

2.Куманин В.И., Ахмедов Р.Г., Лунева C.B.. Пантцек X."Анализ юврежденности сталей различных структурных классов" Сб."Материалы

1 технологические процессы в машино- и приборостроении".Москва,1094г.

3.Акивис Н.В.. Лунева C.B.. Соколова М.Л."Причины деформацион-гого дефекта плотнссти латуни JI63" Тевисы докл. III Между пар., конф. 'Прикладная рентгенография металлов", Москва. 1991г.

4. Куманин В.И., Соколова М.Л.. Лунева C.B."Развитие поррежден-юсти в металлических материалах", МиТОМ, N4, 1В95г.,с.2-б.

. . 5.Ковалева Л.А., Лунева C.B., Чертов Л.М. "Испояьвование метода

прецизионного определения плотности для решения металловедчески: задач" Сб."Управление процессами структурообравования металлически сплавов в жидком и твердом состояниях",МГАПИ,Москва,1996г.,с.90-96 б.Ахмедов Р.Г., 'Лунева С.Б."Накопление поврежденности в сталя: различных структурных классов" Сб. "Управление процессами структу рообразования металлических сплавов в жидком и тведом состояни ях",МГАПИ,Москва,1996г.,с.96-102.

Иодп.и печать 19.11.95 Форма*' uUnH, I/I6, рбъаы 1.0 п.л. Тирад IUU ьлз. Заква 2d:3.___

МГАПИ