автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Влияние микропластической деформацмм на формирование свойств низкоуглеродистых автощитовых сталей

!'.-л ¡фагах рукописи

КДРКОВ РСК.5АП Щ?1ЕС.1УЯЗ.ЧЧ

УДК соь.О’е.О

Ь'ЖййШН |ЭДПИиШП11ЧЕСЯ0Й ДЕ^НЙДЩ! НЛ 4ОВШР0ВА1Ш СЗОЙС7В 1ШКОУПетЗЩЛВС АВТОШТОШ СТАЛЕЙ

Специальности: 05.16.0г - .Металловедение и термическая

сбрг.Счтка мчтаплов

С.-1 . и ;. О'-' • ."Ом.: Т1.-Л5

■ лБ}'аж.ёРА7

дпсе'-ргшми и.г ;о;;шшие ученой о-пеки 1ки«(ид-1Тс*. технически* наук

Работа выполнена в Тульском государственном университете.

Научный руководитель -.доктор фи&ика-математических наук,

профессор Левин Д.М.

Научный консультант - кандидат технических наук,

доцент Головин И.О.

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук.

профессор Блантер М.С. кандидат технических наук, доцент Гвоздев А.Е.

Ведущее предприятие - ЦНИИ черной металлургии им. И.р. Бардина.

Защита состоится "_5—" 1897 г. в ^ часов

в 9 учебном корпусе 1 улГ'У, яул. Юх ¡га заседании специализированного совета К.063.4?.02 в Тульском государственном университете по адресу: 300800, г. Тула, пр. Ленина, 92.

С диссертацией можно оеиаксмиться в библиотеке ТулГУ. .

Автореферат разослан " 'ЬО " ____ 1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета, •

кандидат технических наук, доцент Гончаренко

1. иЫЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОТЫ.

Актуальность проблемы. Интенсивное "'развитие технйім постачило, задачу существенного улучшения механических свойств конструкционных материалов. Успешное решение отой проблемы во многом аушоит от гю-йіш-тїіигі закономерностей и механизма пластической деформации реальні« кристаллов. ■ ■ . .

Одпсй из актуальных задач п области физического и прикладного материаловедения является создание ігових классов сталей, не содержа-"'ик г. свободном состоянии атомов внедрения в твердом., растворе, так “»!»иг<*„мых ГГ-стачг? •«. 1М.м ьЬШзІ ?ге»). л которые рводи~ся регла-ментироваипоо количество СИЛЬНЫХ КПГООНаТОЙДООбраЗІ'ЗПрІХ 9,»»»МвНТОВ, близкое к стехиометрическому составу соответствующих соединений. Кроме обеспечения необходимого состояния твердого раствора, к данному классу сталей предъявляется большое количество жестких требований, определяю:®« его пригодность к штамповке и последующей эксплуатации и выдвигающих оти материалы в разряд прецизионных.ч Одним «а представителей сталей такого класса являются автолистовые стали.

Т!олу!“КИ« яптолиста.. - слояный и многоступенчатый процесс. Основной странней о общ> м тгхиологичеенх'м' цикле ярпдится двухступен--натая пластическая дефоглг.ияа. На первой стадии, когда подкат раека-тіі.-пется в лист, греблется обеспечение максимальной пластичности при шшиишгыюи пряности. На второй стадии - при щтампопке готового т- ' гелия должна отсутствовать плодадка текучести.

Свойства стали на всех этапах производства зависят от строения ї-Вґрдого раствора, наличия дисперсних частиц и текстуры. Анализ •:лохного и комплексного влияния параметров на всех етапах технологической цепочки, характеризующих состав и структурное состояние ста-¡и, па свойства готового иэдгпия является' весьма непростой многофакторной задачей. Особый интерес представляет исследование услоькй протекания шфоплпотиЧ'Чгкой деформации и ее воздействие на последу ' ощио стадии деформирования материала и, в-первую очередь, на фср\и-_ рспачие площадки текучести на диаграмме растяжения. . " ' '

Ііпученнчр в диссертации условия развития стадии легкого сколь-«ччівя на примере микголегиракішшч' агл'олпеговчх сталей различно:, кммичесгазго состава являются ссЧиии для больной группы ЩК спллво!’. постоянно возрас’гащие требования'к механичоснаш и технолог ичо-' ким оі.ойстаам этих мат^ркадор упілимй гктуа’іьн х-гь исол- допапий р мтом направлении.' ' • . .

Цель работы заключалась в определении основных механизмов и критериев деформационного упрочнения на стадии легкого скольжения микродегировашюй малоуглеродистой стали и разработке на этой основе рекомендаций по ее обработке. . . '

Автор защищает: ' -

- '.термодинамический критерий развития стадии легкого скольжения

как стационарного состояния, возникающего при активной деформации твердого тела; ' ' ' ’

' - методику компьютерного анализа сложных температурных спектров внутреннего трения; . •'

- результаты-анализа спектров релаксации микролегированной “ма-

лоуглеродистой стали и данные о максимуме внутреннего трения, обусловленном взаимодействием атомов мота с атомами легирующих элементов замещения; . ’ - ' ,

*• математические модели оптимизации температурных релимов' горячей прокатки автолистових сталей с различным содержанием металлоидов в твердом растворе; . " . . -

- параметр микропластичности, характеризующий склонность мало-

углеродистой стали.к развитию стадии легкого скольжения, и получен; ные с его использованием оценки степени развития неоднородной пластической деформации. , .

Научная новизна:' - ' ' ' . ’ ,

- с ¡¡¿пользованием методов термодинамики необратимых процессов разработана модель, ^устанавливающая связь между капрякеиием сопротивления пластической деформации на стадии легкого скольжения и ’ величиной прироста конфигурационной энтропии; получено обоснование правила линейной аддитивности вкладов ррданых механизмов в общее

. упрочнение материала; ; _■ ’

- предложен обобщенный тер>,юдпнам:яоский критерий развития ста-

дии легкого сколькешм с образованием на диаграмме нагружения пло-аддки текучести:, ' ■

- показаны . особенности формирования • температурного •, спектра внутреннего трения (ВТ) микролегированных низкоуглеродистых сталей, выявлен и обоснован1 механизм низкотемпературной релаксации при взаи-

' модейетшш атомов а»ота и легирующих элементов; • • ' ' '

>

- метода.«! статистического анализа получены регрессиошше модели, . уставав пива«©»« зависимость содержания металлоидов в твердом растворе'ст'температурных режимов горячей прокатки автолистовых сталей; - ~ _ -

" - установлено, ’, что к. числу осношик факторов, определяющих по-

явление- на диаграмме нагружения плогачдки текучести, является количество полос скольжения, формирующихся ‘¡а стадии микролластичиссти в отдельны:; деформируемых зернах. ■

Практическая ценность работы. Разработана прешюиошегл 1/<?тодик* д»я ппг«»л«ления микроколичеств атомов металлоидов в твердом рхтао-Г" oPHOBaHii¿u¡ па Здш&гб сло^чого спектра температур-

ной зависимости внутреннего tpemu 1пп*ролргиргтянныл асголкгтоячх.' сталей. •

Методами математического моделирования оптимизирован температурю ¡й. режим горячей прокатки аэтолистовой стали, позволяющей . за счет подбора температур прокатки, охлаждения и,смотки листа в рулон получить требуемое состояние твердого pf.\cTBopa. •

Предложен и обоснован параметр, . характеризующий склонность материала к фаомяровакщ) плсдадки текучести, и получены данные о влиянии на этот параметр состава и реммов термической оОработки.автолиста. - ■

АпуШмтя работа. »QcBor.mre полоклннк и результата работы обсуждались на xxvi И - Х/:<1П (199Z г ЮЗ”) научно-технических кокфорен-киях npoí^ecopcKO-преподавательского состава Гудьского государст п^-н-ного университета. Основное содержание, работы и ее отдельные поло»---нил докладывались па Международном семинаре ''Релаксационные явления в -TBcpSi'ix телах"-■ л Воронеж, l'Jüü. г.) и Международной конференции International symposium on Mechanics and Mechanisms of Material Dam--, pin¡T (Norfolk, USA, 1У9Г; year).

- Основное содержание раооты отражено в 9 публика«?'»«*..

. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, ’яапкггекяя, приложения и списка цитируемой лктературн, включа-* .ощегс 16" ¡пименоеания. Работа изложена’на стрянщях машинописного «кета и содержит 44 рисунга и ÍC таблиц.

■ .2. ОСНОВНОЕ содержание: РАБОТЫ. - .

§о_вводе!1ик обоснована актуальность темы, сформулирована цель диссертационной работа. Здесь же приведены основные положения,- выносимые на защиту.- - .

В первой главе систематизированы теоретические представления о развитии микро- и макропластической деформации в ОЦК поликристаллах,' а также результаты экспериментальных исследований поведения металлов в области микрспластическои деформации и при напряжениях, соответствующих развитию стадии.легкого скольжения.

Физическую природу пластической деформации кристаллов определяют процессы движения, размножения и взаимодействия дислокаций. Основная причина упрочнения кристаллов при деформации заключается во взаимодействиях дислокаций между' собой и с другими дефектами и их скоплениями. ' ■ . . • - .

Пластическая деформация в отдельных’ микрообъемах начинается при малик внешних напряжениях. Первоначально она развивается в отдельных изолированных зернах. Зону, которую охватывает • пластическая деформация, называют полосой Чернова-Ясдерса. Вовлечение остаяьного объема образца в пластическую деформации может Идти двумя путями: распространением единичных полос Чернэъа-Людерса вдоль образца или массовым зарождением и развитием новых полос. Площадка текучести на диаграмме растяжения наблюдается 'в'случае .формирований..единичных хорошо развитых полос Чернова-Ладерса. '

Разработан-ная В. ’Е. Паниным> и Е. _Ф.. Дударовым с сотрудниками теория позволяет достоверно описать развитие микропластичности.и формирование предела текучести!1 Эта теория описывает поведение поликристаллов ка стадии перехода от упругой к однородной пластической деформации и адекватно отражает процесс накопления микропласикческой деформации и вид кривых растяжения в сОласти микропластичнсоти. • ' Однако в настоящей время экспериментальных дачных, подтвервдао-цих эту теорию, недостаточно, они не систематизированы. Нет четкого критерия или параметра, .позволяющего характеризовать вид кривой нагружения -на стадии легкого скольжения. Это затрудняет прогнозирование возможности появления ■ гогооддкк текучести на диаграмме * растяжений конкретного материала после определенного-рекимй терцообразотки. Недостаточен объем дачных о структурных 'факторах, определяющих напряжения срабатывания серКограшчного' источника.и сопротивления, движе-

кии аЦ.’Ш.ЮЛЯ ДПСЛ0|Г;-Ш1!Й пси ОДИНОЧНО?.! (<' ЧУЛЬТИЛЛеТНОМ СЛлГпЖ’.-ННЧ ;!ля ЭТОГО НОООХОДШ.'О ^НАТГ раСПр‘:ДОЛ<ЧЧ!'- ПрИМОСОЙ Г. ТР'ТЛСЛ Р'С;!' ( -

й~их влилни»-на протекание микгншастичисг.сл! д.*5о$*пи:ч*. '.-’’¡¡¡л ■

нлй картпь'и ашшсго процесса ’гак.ч:л по солллно. ь еон'^п-'ч, - ;г--ла недостатка экслюриментрльных Л-'^л.с-с. '

• Оссо«?шюсти рлогигл.! прол-'-сса микрол'ласти'шости и,. кя; с;;-..;. ты!", склонность мдт-‘риала г лолгсл-ьию ил диллрльм'-' р-'.; Ггл-сл л"--«ОДСП Т'-ГС.'ЧеС’Н! на* ПОСЛеЛУЮШИК стадиях Мй!3.-ОД> ¡.тин. “.У Л

ссл-гоил'* м т гордого растсора н пар ¿л-трлмл лп.''„г.!г:р,"“'"'!;пгп взчимод*?истыш. - Эта характеристики ц^'ссооср.гч'к; илучлтл г-.,, ь -т ч : . чах с оегламентироваииим нигкш содержанием »/еталлоилоо. • » »¡(й/1'--;аьитолсм' отого •'л»'«'-« .-ггля*'“"'-' •ам’олистошс- сч’.члц.

Большое количество жестко р^г.^кн.’нрегпгпкя п^р'-'м>-т[;иь, л.,::.

ЗТИ СТАПИ Ь ра:-рлд преШШОПГОДХ, тр от подробного И КСК!Т1\-.Л:)КГ0 рассмотрен;« процесса ироигвглства• аьтолистп. днаш, все ирига^мм рекомендации по Iцбсру химического состаьа и рояпм^в тррмомекаии’!***:* 1-'>й о0раоот1-:п носят частной характер. Иостреошэт оОсОагнтсс мч7гм:>-ТИЧеСКПХ моделей .БЗЛИМОСБЯЗИ КфЛТЛОКСа Т*.'К«>.>ЛСГИЧРСК»Х 1! (ЮГР'Ои-

т'оЖьских свойстр со структурой и составом. артплистоиых '-•тал~и ул-?лд-

етс;т недостаточное ьшн.ети0. . ' .

салим и-': ..уловных гл'торог,. опр- п-'-л.-илшл Vрлг-'.;;г сг-.',;.■ .4, л,г,::

Ч’-талд-ль и сплл1лл,л п. г частно-тн ~л т°7п лл-лм-: ст ..слл!. :-ц.\д. т-..-

.Т|’'р>..'>!Ш‘? Г‘.1‘‘М‘‘!!Т01-, ПЛСЧ-Ч-' ’ ; ТЬ-'рДъ'М рЛОЧОр'. ¡1 СЫ .И -' м ’■

лр-еллтлч г дсп.оопм’стр ог;р-с!-л-"-:Ш‘> клли-лп'раллл .-л'оылл ¡л.е/.р--. л л ;■ ;''л;:--тке л-■ ;-р лдл-л;-/. прим-ц-.^нн- I- налтолл--' ¡.¡-мл ».'еточлп! н ел".

!1!>Л1НЫ. ‘'ЛоЛ Л! .ЛГ' ЛЛНО. Ч'"Л’.-;ОЛ;Л.!Л М'ЛОЛПКЛ, I Г-'Л ¡.-*-Л '¡)-ДЧЛЛ ЛНЛЛЛ. • Пр.ТЛ слл.1<кп!': -'п-лтр г-,;л:-:-рлт'., П(.л: ■ ллчги>,г.л,ги л-л/;'р-нн'л о г^-чил . V.: - ' ’

-70 Т-С'-МИ г‘ГО реЛЛП ЛЛЛЛЛ ..'ЛЛ^-ЛЛ('1-;Л'Лни Л ЯР'» л том ОР-'-ЛЮЧИ -Л-ГЬ .ЛЛ’;ЛГ';"

точность рп"ульта-юь. - - . .

- чл ->-н<--р.эч«и поэведениого аиалпла состояния вопроса определены

(.‘~И Л ■!• ::ЛЛЛ-Л! ПЛЛ1 ЛОЛЛЛЛЛ: -

¡. 1|рОЫ:СТП .--'"Л’.!;!’ М!:"-.- ['Л (.! Л [ ' ‘Л Л '■ Л ИЛ Л1 ‘ТИЧ’’-. ■'-.ОН Л"

форадшш на стапии легкого скольжения и устгшорить роль стр»:а;,рл;с •Ь.^ГГ^рГГ. Г-:«*ЛИЧНОГО НПЛЛ В ФОрМПрОГС-НШ! СГ;0!!СТЬ и их вглапы. Р- 0<!.ВДС<? .лр-'-чн-'!’:'-' 'Чс-'^лугл^оозисгого клл^ва.

Л. Ст Л'ЛР''ТЛТ1 ?.Л'Т'Л1Л1Л. Т0"-ЛЛ’С ОтЛЛг’.’ЛЛЛ1Л гЛЛ'ЛГ ПТр.Л!!ИИ rrfUit.il-*-

СОИ ьнлдроии.л I: трлрдоч (Л./'Т^Ор^ С УЧ'-Т'2М Кгц|;р*-Т:1!.!л ОСССч5!ШОСТ'.Ч1

сисктра Т.ЭЬ'Т н!;ллсоуг.л''Р'Сли.::тпх *.шкрол*гиропанных етшюи я- устансЕИ’] л

закономерности изменения содержания углерода и азота в твердом растер* в зависимости' от условий термообработки.

Провести . исследование особенностей микропластическрй деформации однофазных ферритних сталей и установить параметры, контролирующие ее развитие, . "

. 4. Установить основные факторы, определяющие склонность матери-

ала к формированию площадки текучести на диаграмме растяжения.-'

Во' второй главе сформулированы требования, выдвигаемые к ойъек-там исследования; описаны методы структурного анализа и механических' нспк'таний; обосновано использование методов механической спектроскопии для решения поставленных задач. • . ■ .

В работе изучались малоуглеродистые автолистовие стали промышленных к опытно-лабораторннх плавок, микролегированных Nb, Ti,. Al. Стали различались степенью легироватгоСги и различным содержанием углерода и азота.. Режим прокатки сталей: нагрев до 1Е50 °С под черновую прокатку; чистовая прокатка прч 860...880 °С) смотка в.рулон при 7Q0...7SQ °С.' Полученшй подкат подвергался травлению и холодной Л*формашш на 70...80 X. Холоднокатанный лист отжигался в агрегате непрерывного отжига (ДНО) пли колпаковой печи (КП). Ряд'термообраСо-ток проводился в лабораторной лечи СУ0Л-О,4.4/12-мг-У4,2. ■ .

Образцы для измерения микродеформационных и неупругих характе- . ристик имели вид стержней длиной 75...80 мм со стороной ■ поперечного сечения 0,5,.. 1,1 мм. '

Статические• испытали*! образцов по схеме "нагрузка-разгрузка" и измерение амплитудных.и температурных зависимостей внутреннего трения проводили на универсальной установке РКМ-ТулШ-3. Установка представляет собой обратный крутильный маятник с электромагнитной-системой для деформирования образца кручением и оптической .систолой регистрации деформации. Б качестве основных показателей несовершенной упругости при статическом нагружении использовали' характеристики, получаемые из анализа Формы петель механического гистерезиса (ШГ): тс - микроскопический предел текучести; tf - напряжение сопротивления ,дрпж»нию дислокаций; при-циклическом - величину внутреннего трения Q*1 ИЛИ Л 01 £h ¿’МИЧеСКИЙ декремент колебаний 'S. . Погрешность определен!;:! деформации составляла'2,• 1(Г7, напряжений тс и х< -0.5... 1.0 МПа в зависимости .от вида материала и формы ШГ, относительная погрешность .определения величины внутреннего ТренияЧГ! не пр?лшзда 5 ' ’ - ' ' . - •

Определение прочностных и пластических характерно««: послі--;.'/.- ' мїіх 'материалов- при статическом, нагрудении провели на уни^ос:'•».!>. м непитательной машин*» "Гпа'.гоп". ОЛрасгу; р--ШЬ{Ш'7(М?:5'<£- ш дефч»-. мировачи со скероетш й мм/мин. ії-ч-р^шія проводили в соотп'.-тсттш с »’ОСТ 14^-84 при' комяатпой температура. - - • • •

Изучение II фотосъемку >.)'ЭТ<и!Л0Гр'4.'ИЧС-СК01"! структуры ВЫЛ'М/ШС і'"' оптических микроскопах МИМ-6М и Иеорію^-йі и эдегтропчоы микроскопе '-¡Г.!.'-iOCt.il методом УГСЛМШУ г»:плик. ’ ' ■

Няд поставдеьинк к раоот- г-адач ¿зусяокид іноок.-шіі.'.ост!, спод-і • яил высокоточной методики для определения микроколичсств 32ГОМОИ Мгі-тисидиь в ттерном (.«но'і йоїіо. . Прс'Д.чп^'чняя методика базируется на компьютерном анализе слонної о спектра 13Й. Аа» ¿¡^игсти* ности получаемьи; результатов процедуру. оптимизация проводили с и- • пользованием методов планирования: эксперимента и последующего поиска минимума ошибки методом градиентного спуска (метод Коми і. в кЛчеотя** варьируемых параметров выбирали-температурные положения простык максимумов и их энергии активации. Даним■ методика такте, успешно опробована на высокохромпстых сталях аустенитного класса.

Ота'^отическую обработку результатов измерений проводили б соответствии о ГОСГ 8.20У-'л,.. ' ' ’ .

В тр^твнй____глав--* дана опенка сьойсть мстяпла о поч.'ч'и о инт>т

радьнс-иеро.-ггноотной характеристики его ■.труктури - кон шилі аииопн..,.! ИЛИ структурной энтропии. Предлсхен 7!іиверсалміь!1! фИ.'ЧП-^КИС! ГГ/НТе-рий формирования площадки тек/ч^сти. 'Ироизкеден расчет «хтгашь-чик предела текучести малоуглеродистых микрол^гироватшк питрлисчч'ьмк сталей.

Предложен термодинамический подход к описанию процесс'-" пч-ч,:тя ческой деформации, ЦСЗВрДЯГИНП _бслее ПОЛНО ,И точне- ЩіУЧ-ЧТЬ Пр'Ш-О деформирования, например, учитывать вклад пЛлей упругих иск.аишы о границ зерен и фаз а формирование пр.-Л^а токучр'^и. . -

- Основное„фпг-ическое условие ПДЯСТИЧНО'ТИ. соптматстьу»»«-*1 менту начала пластической деформации,' имеет вид ..

б = 6-, (І і где-6 - внятнее напряжение; - величина усредненных но олем/, внутренних напряьчшй. Уср-еяи'-нви'» г.-нутр-'-пни-1 ичиря.чрния о_- г^ілк. прямую свяаь с.источншсіми их проклеим и г,ц.’?\'гпи- в гчч'-’п ■ шеи характеристики материала как термодинамической сн-'Т' ги. •" V •,

может Сыть отоад<--"¡’влі"!іа с одним и.ч о.'ноппі-х н.чр е.<- т:>< - і-,-те',ні‘--

системы - 'давлением: - -

Лааямш и спите не р приставлено в соответствии с уравнением Гельмгольца ■ ■

' Р = - 3íür!/6V, .. . . (К)

где ЙГ - изменение свободной анергии V - ее объем. _ ' ‘

Приведен расчет энергетического баланса системы в процессе пластической'деформации. СьЪбодную энергию Гельмгольца представляли в виде: . • •"

F = Б --T-S, - . ' ’ ■ - (3)

где Ё - внутренняя энергия, í - температура, 3 - энтропия системы.

Анализ энергетического состояния системы ка различных этапах деформировали« дал следующие результаты.- общее изменение свободной энергий в процессе деформации определено как

&F * F-2 - Fi = T-(S2 - Si) » T-ÜS, . ’ (4) ,

где Fi, Fz, Si, S2 - величины свободных анергий ti энтропий в системе До* (1) и после (£) пластической деформации. • '

В общем случае, изменение энтропии твердого тела, определяется следующими факторами: - . ■

ñS ~ ДЗг + Д^'-конф * ДЗэл + *—^гн! (Б) -

, где ÜSkoh® ' изменение энтропии, обусловленное_сменой расположения-элементов системы (ее конфигурации); слагаемые ДЗТ.ДЗЭЛ и ДЗмагн -' приросты энтропии за счет тегового фактора, электрических и магнитных взаимодействуй. На рассмотренной стадии деформации слагаемые ST-,S3Jl И Знагк не изменялись. Поэтому. . :

&S ^ ЛЗк.онф к Льстр* - ,

Так ка:: аналогом давления- является напряжение сопротивления пластической деформации, переписав уравнение (S), получили

6s ».Ip-T/uO-áSitp. ■ . ‘ : . ■ ■’ СП •

где р - плотность, и - молярная масса материала. .

Из формулы (7) следует, что упрочнение материала при деформировании определяется не столь ко. абсолютным количеством образующихся дефектов, сколько характером и видом образуемых Ими субструктур.' Это .объясняет высокую структурную чувствительность процесса пластической деформации моно- и поликристаллов. -. • '

Так как энтропия -.функция аддитивная, то для изотермических условий деформирования справедливо выражение • . - -

ДЗстр х + ЛЬгр + ... , (8)

где ДЗ-г, ДБд, ДЗГр - изменения энтропии,: связанные с наличием в-решетке точечных’ дефектов-, дислокаций и границ раздела. ,

ОояостаЕйь <{юрмнД1! 11 ,?5). поломит, что лля упрочненного . пластической деформпнийч мот*р5<рдл выполняется условие аддитивноити •вкладов механизмов упроч"ешш -- — . .

б^: ~ Л(>т + '"''-б г: ' >"г 1 ■ ■ - 1 ;

ЛюЯзд тершдшамичеокпй скстоил, подвергаемая сгситвой '••Кремации, #о«та рассматриваться кг-.к открытая, ' и чоуч-чп;е свойств такой системы, следуй’!' проводить с позиций термодинамики несспатшлил про-П-'-ОСОй. при 1ЛТ-ЬИ7ТЛ СТПГИИ '.«»ГКОГО скольжения- СОХРАНЯЮТСЯ /^-«овнне сг-ойстаа материя1;;] в течение псего рррмгк!» аггруалт. Это с.-нччз« V, что с "позиций термодинамики нссоритнм':гроцс-осо& материал клчгл:г;':я и сгл:г:очог'ч™' состоянии. Критерием досткхения стационарности термс-

¿.КаОШПГО'СР сигмой пЬл»и7СЛ С?Г'чМ.,!вЧИ» « ►липк»1»и, СКг£Г~"Ч» у^гля

еэ о.нтропии

- <35стр/с!1 -* ш1п. (10)

' Это позволило на основании обкего термодинамического критерия стационарности процесса пластической деформации на стадии легкого скольжения сформулировать физический критерий формирования гоетедки текучести: общим условием развития сталии легкого скольжения является минимальный уровень скорости прироста эффективного упрочнения на ¿аННОЙ от;-;:!;!: - ---- .... _ - -

. с‘Ч/(Гс --> ;Щп. . ';;П

ПолученчнГ! крнтегил '/нпе^рсьл.;:;. Он ч'-ия'ним лдя л/сегл мела-ннама раогнпи.-! 1'тдии легкого околг^-'М..-;. Погалмм..!-? уолспкл - следс-•П'«я данного критерия.

' гОЛЧСТЬ МИК.-ОПЛ.Ч^ТЙЧеСКиЙ ДОфсриаП'-Л >'••-[/«:ТС-С1*.ЗУ“ТСЯ . П&С гсячнш СГ.РКТрСМ ЙЙЙСТ6УВСЗ«Х ИСТОЧНИКСЕ упрОЧЧЧИИ:.. ПОЭТОМ? ЦрК С-йГ-Г-«?’.!«

толлостич^отн не падейстьузтся новые механпсмк у прежний. В со /.'г;>;-т'?.т>;ии с нреллоченкум крит«г и?;.: ого хе тр-Очоп^е смнслг-.ч^тся не стадии легкого-скольжектег. следователь;;;:,. .ароцо.!.',- иапвнг-га.еел на гг.г.^члг.е тпоследовать на более ранней стадии - с-та-.'.ин мчгрсчлго-. лености

' - Локальное значвнк« . колсл-тл!!::;: '<■ чочле

твердого тела есть случайная величина, характеризуемая функцией раскрепления плотности вероятности Г (бен). функция является оОкей .-л'гч.п г*:* ::ол!Г!л"',’в?! дефектов, таи. и сссйсннссгей сорлзуе-

|Гмп с\ ^ггр-^'^Урн. Игн о-'тл^ои^ич-ч'ко'; очр*л-млчл;.- г.'рл;-н«я металла становится анлло:о:; ''снятия отрлк-р;р>; тгрмзлли'-.мп ¡остей •’.юлт'л:с лл:■'о-ч орглл^-лчт: лл;_-ч-!-.т ;г огпое« йежл'у ними.- ло

нос-вол;'зс. сррэать вероятностный характеристики внутренних напряжений с интегральней характеристикой-•'•'••структурной энтропией, воспользо-раыинсь вероятностным определением энтропии • •

- К- Г С ■ !ш (О'вн) "10вн (¿2)

г-ле В - унньерсапы'га! газовая постоянная. - • . ■

* Кл-хдкй ИЗ типов дефектов структуры вносит свой вклад только в относительно Уокпй диапазон «качений бьи. Поэтому размытие функции-рс'чфедел-чши {(вЕП. может бить обеспечено только за счет лктивиэа-:;*!>1 при пластической деформации раг-личнах структурных уровней. Чем мц* будет дпапавон их охвата, тем менее интенсивным окажется после-?1У1"ШиГ) прирост ДЗстр- . . ‘

Известно, что пластически деформация приводит к размытию функции распределения £Ч6ЬН) и см-м^нмв ее б сторону больших напряжений, "сот Функции распределения свидетельствует о расширении спектра дефектов» явллк'-шпхся источниками напряжений з сторону малых ¡'точечные' ДефеКТ'.’* и Польши I плоские дефекты) значений бви-.

вклад дислокаций в общее упрочнение материала на стадии форми-ровашы нлолгздки текучести определили из Быраменкл • ' -

&>дьсл " О.б-й'Ь^-йр, ' (13) .

где Л¡1 - урелнчейие плотности дислокаций в ходе пластической дефор- ’ мании. ■ . •

Оленей вклад границ зерен и межфазных границ. Наличие границ раздела 1-го типа привело к увеличению свободной энергии кристалла ¡¡а величину, ’ ' . -

(.1-1) '

где п я 2; - удельная поверхностная энергия и общая площадь поверх-кости границ данного типа. Переходя к уравнению Гельмгольца (2), получили . . * - - •'

ЛбГр « Шч/У!';='Цг1,-?.1)/С21-Г1) ='Е^/п, (16)

где г» - характеристическая толщина границы 1-го вида. .

¡1з Формулы (15) следует, что в упрочнение материала вносят.свой вклад псе типы границ. Ведлчина этого вклада пропорциональна'значе- ■ ни» удельной поверхностной знергки.-г/ ■ . "

'' Полученные выражения были использованы для количественной оценки вкладов различных механизмов в суммарное - упрочнение автолкстовых сталей. - ' . ' -

. В соответствии с формулой (’Э) 'суммарный предел текучести стали представили в виде • ■ ■ .....

б-з - 6о *Дбт -*■ Дод + Д-^ду Д^з» ’ч1^)

где 6о - напряжение трения, при движении дислокаций в совершенной ре-

щетко (напрякепие Цайерлса-Набйрро<г йбг — твердорастворное упрочнэ• ;шй. йбя - дислокационное упрочнение; Дблу- дисперсионное упрочнена«;- Дб-з - гернеграничкое упрочнение. - . .

Напряжение Паиерлса-НаОлгро • -

.' «о - г-С/(1-'^) екрс- Я'ГГ-;1/(1-У)-Ь), (17)

'’••¡с* ч - мйлплоскосгное р^отолнгс, V - яотффиочен? Пуассона, 0 - мо-,

дуль гдыиъ. Ирякдв длл нигкеуг.тер^дютой стати значение О = 79 ГНа,

получили.бо » 1б МПа. ................- ■ - .. .... .

- (’нсодс-м^ггср:;~-' уточнение ■ ,

Дбт =- Е к 1 * с 1, ’ ■ ' (1в) -

1=1 ■ . -где С1 - 'массовая.концентрация 1-го компонента.к! - коэффициент, оп-

ределяюпгий величину прироста предела текучести. -Опираясь на данные

химического анализа, получили йбт = £0 МПа. *

Дислсканионное упрочнение . •

• Дбд - сеМ-Б-Ь-р172, ' ' , (19)

где я -коэффициент, зависящий от. типа распределения и механизмов ■гл-инод^ йствип дисж&япки.' 'М ••• сряенгяциошшй- фактор. „ Рассчитав плотность дислокаций. пл.гу’ца'и ййа ' :>0 Ша.

Лиспсреконясе упрОШ1С!Ш<? • . -

йбду - и, со * м* 7———р-ыг-а'}, (сО)

<С ' X1 '■ А/-

гл-^ Ф - копгИишиепт, характеризующий 'тип палимсдействия дислокаций с частицами-. <• V- - среднее • расстояние между упрочняющими частицами. Реличина компоненты предела текучести , обусловленной действием ме-. ханизма дисперсионного упрочнения, составила Дбду * 286 МПа.

. Зернограничное упрочнение".......... ...... . -

’ Д(>ч - Их.- е-5'*, ■ ’ - - . - .. ' (21) ’

ГМ’ ку - константа матери, та, <1 - рачмор зерна. При среднем размере серна 19,6 мкм, ЛОз •= м2 МПа. • - - -.... . _ . .

Относительные вклады компонентов предела текучести следующие: бо - 4 X, Дбт - П %, Д5ц - 7 X, Лблу =. 61 %, Дб3 = 33 %. .

Осковнс-И, ооляе ЯО оГ-"Ьл з суммарный предел текучести вносят механизмы дисперсионного и аорногр-лпичного упрочнения. Однако в оо-ласти микроплястичности и на стадии легкого скольжения размер« зерен -Иг-опих частив, а, следовательно, и. сумм*:рйг*г ллстдль м»чфазиых'

границ не меняется. Поэтому основным фактором, определявшем процессы упрочнения на этой стадии, являются точечные дефекты, дислокации и контролируемый ими механизм таердораствориого упрочнения. Для изучения данного механиача необходимы высокоточные данные о концентрации металлоидов б твердом растворо. .

В четвертой ■ главе исследованы спектры ТЗБ£ сталей. Получено уравнение, ногвеляющее определить концентрацию азота в твердом растворе*. Разработали математические модели взаимосвязей режимов горячей прокатки с состоянием твердого раствора. ■

Как установлено б предыдущем разделе, упрочнение на.стадии легкого скольжения обусловлено присутствием точечных дефектов и осуществляется за счет контролируемого ими механизма твердорастворного упрочнения. Б кеде пластической деформации примесфр атомы переходят из дислокационных атмосфер в, твердый раствор, -повышая тем самым его концентрацию. И хотя это тысячные доли процента, но в относительном выражении для иизкоуглеродистых сталей и эти количества окаанвают определенное влияние на развитие процесса ■ пластической деформации. Бее это. потоебовало высокоточного определения ..концентрации атомов внедрения в твердом растворе. ' .

’ Проанализированы спектр-: ГЭйт малоуглеродистых 'автолистових

сталей в области температур развития механизма релаксации Снука. Показано, что пики ЬТ асимметричные, достаточно широкие а опйснваюуся более чем од1щм временем 'релаксации., Термоактивационные параметры парциальных максимумов близки между собой, пики нисладываются друг на друга. * ' - .

Предложена методик - компьютерного' разделения сложного спектра ТЗВТ. В качестве варьируемых^ параметров выбирали температурные положения пиков и/или их энергий а1ггиЕа1Шк'."'''‘Предварителькне расчеты показали, что спектры ТЗВТ сортозт- минимум 1Ш трех пиков.- Два Ий них -углеродная и азотная релаксации Снука.' Энергии активации углеродного и азотного пиков составляют 0.03 эВ к 0.70 эВ соответственно.. Оптимизируемыми параметрами били приняты температурныечположенкя максимумов пиков (ТьТ2,Тэ) и энергия активации низкотемпературного пика (.их). Уравнение для расчета теоретической суммарной кривой имело вид \ ■ . ' .

!3"1(Т) г;---- ------15“!:—-------------+------—----- ------------------.V

• •' созгно:зз-11/Т-(1/Тт)сЗ/к> созЬ{0,,г9-С1/Т-(1Лт)цЗ/к} '

V-________________________^_____ ’ '

а;х> - С1/т- с 1/тот)х-*/к> • ‘ ' ' «

где т - температурі-*? полеж«:»!'. :!Д*аям'<?го релаксационного, максиму-гла, Ти - температурное пслсшиио максимума к;-,!<а Снука ¡'а ї;-і<Т. к -константа Больцмана.---------- ---------.

Полному факторному эксперименту ссоткетс-гіювала' центральная -----------------

матрица'планировали.-! ргзі-^ром £'Ч Глсчет компоненты а* многом-г'рь'ого / вектора 5 аротли по Формуле

,П '

Пі - -(ЁХ}\-Зі )/2“, - . . (сЗ) *

з-1 ' .

где J - помор ссответстьуюжсго опыта! X, і - кодированшы нер'-м'-т»;.;?.

• Определив направление и шаг градиентного спуст, надиш обл:«-ть мини-

му,"». оии*»ки. кйіиіісй определенные значения температур • *; •

и высот максиму*оь. Ото но?рр'т.ло .ь&лучиіі оппиеимпсти и,-! (Т; д.’’7

’ каждого парциального пика в отдельности и, по- уравнению , сум

марнуй .теоретическую крь,'да <3~г(Т) ґрис. 1). ■

Исследования'спектра внутреннего трения автолиетовых сталей в -области, температур-развития релаксации Снука показали, что во всех ' случаях наблюдаемые сложные максимумы ВТ состоят из углеродного (С) и азотного; (М) пиков Снука, расположенных при характерних для них температурах Тт - 45... 64 °С (пик С)'и тт.» 31.-.-. 49 °С (пик И) при и^-М'.-рения і - ! '-'"3 Гц. • Третий мзкоимум (X) располагается в т^мггграгурном диапазона з\ , .'-то эшапьп-ил жткв&лкг, онр"Де- ' ічннял в ;шоцсз"е оптимизации, составила ; і;.УЗ г;В.

Лля выявления тизичечг.ой !)рпр':.ды на'ЧпьцЪч.огп чФІ-кта нрог^ено исследование влияния іп .‘.-пик ряла Факторов: частоты и ыг -.'птуди ¡і--фармации. ііролваритальнсй пла:тичеч-:зй д^рермации и раз.чгчн« видов . т'Т'МоэРргйоток. влияние частоті.; своСодтм затух;ъ-ру. гатес^ішій о;>. с.и-.ііа на тг-м!('нл"УРНО£- п.«:.~*?тк» максимумов ВТ показано на рис. 2.

Все представленні": записііїіпсти линейны*’, следователь!."», г-се три пик:-. .

имеют релаксационную природу. _

в результате мжиненного нсєнєдоррччя установлено, что Х-пшс

:;і?ЛЛОТСЛ нИЗКЗГЧМПепатурЗиМ ПИКСЧ-СГІУІІШЧОМ а'іОТНОИ рЧЛаччаПИП.

Величины концентрации'углерода и азота а матриц»? їв ат./;) рассчитали по формулам ' ' ' '

■ сс = 2-Ц~‘т, ч.ч, ' - (24)

Єн - і ■ - ' ( '■ Ь". ) н ' ' ■ I К < . 0*Ь)

П9';уч’?:ч!ЫР значения" к^нцентрании угл-'роча и азоте, в твердом ргютвоое в' ипучеяннк д¥ялях приведены в табл.. 1 .

Рио. 1.'Спектр ТЗВТ мшфолегированной-малоуглеродистой автолкстовой стали. С ■- углеродная, N - азотная релаксации Снука, X -. . чисгатемгтературкий пик-спутник азотной релаксации.

Рис'. 8. Влияние амплитуды колебаний образца на температурные иоложё-няя рол.пксацидшшх максимумов. ' . . ■ -

' . ' Таблица і

Концентрации. атомоз кетаалоивев в матрице г изуч^кг-ык сталнх.

00 9 г 1 98 0ео! 08а

¿.огід. іс і, -!б 2. її.',*) .00

£.28 1.11 1.У5І * 1.03 4. іо 1

Д”ч бнлслсіііія ь?:-.иси»/о':їйй rjjcoi р»ли»сви><гя!!т максимумов от тс-мпературкых - р-шитп гор-ічо-і'* прокл-гад замйяс- Онге сбрпботанм с ис-члльяоааняем МВК, и найдены коэффициенты в уравнениях регриссии вп-

£Ь)'Ж » а + аі-Т5 + а»*¡кп. * - , ' (Г?1?.)

где То', - Т|;п и Тал - температуры на пятой клети прокатного стана, в конце прокатки и при смотке лкзта в рулон соответственна. . ;

Все полученные коэффициенты уравнения 126), кроме параметра аь оі:азалі!сь значимыми. В окончательном виде уравнения регрессий для с, N и X пиков представлены следующим образом: ' '

(Олі !с = 25.66 + 0.02-Ткп + 0.06-Тем

! Qjr-

Г Он

¡н --т.:

.(27)

іяЬ.й?

' О.'«S-Tf-n •! о. ^..’¡TfeUi.

' (.і:С7-Т*л f О.НЗ-Тсн ' что ; со у ф;| и! і: 5 ї ї т і.! регрессии ‘¡и Х\|1ШСОВ С01ЮС-

!

-.подует ,”пл»і;'П "•м’;:мы но величине. .

Установлено, что повышение температури коня,а прокатки от "РЗ до ¡'¡Г 2 °С крцгедот к повья-гкш концентрации элементов ри°дреннл е veep -дем растворе, а новщенче температуры смотки от 531 до Г>56 %' сникает содержание углерода ¡1 азота в матрице. Полученные уравнения регрессии использованы- для. .регулирования концентрации металлоидов в ; сектсн раств^рр за-'счет оптимизации температурного режима - горячей : Фо кат кч. ' • '

■ - Однако,. д.ііі спис.-_к:ш процесса развития пластической деформация внаний только о состоянии твердого’ раствора"недостаточно. Необходимо гаете учитывать динамику развития-процессов деформирования. • Е_плтсй гд’ядй установлена .ме/гнизми лисхокаяионно-примесного : .'г;-,;.'олейстзн;, з ¡«wry: л^р-'-диетш стахнл ржмкг.с# степени легиро-бш/ооти. - Изучай аиооги сг-адцтия мі^кр.гі^'^с «г ¡і Я":НТ'.‘г';'і;!і-; „обобії'.енньСї н.'.ра»'с-~7!, ‘ ч.оракт&пігаущнб. маг*™.';.::..!

к пазііііїіїй стадии легкого скольжения. Исследовано влияние деформационного старения на параметри мнкропластсчност» автолиотовш сталей.-Измерения амплитудных зависимостей внутреннего трения (ДЭВТ) проводили для еэроБИОР. плавок дз и Д4 при комнатной температура в магнитном полз насыщения. -Частота колебаний образца.1...3 Гц. Для исключения влияния .динамических эффектов на результаты измерений АЗВТ образца б исходном состоянии (после отжигов при 500...500- °С) предварительно деформировали на величину *гП1ах = (8... .30)-10“4. .

. Установлено, что бил А38Т для стани ДЗ адекватно списывается теоретической моделью вязкого ВТ Шварца ' .

бц(ї) « С-Сі/1тїс/г). - А], . ‘ ' (28) ,

. с = г-р-іс.-.2-0-ь2т/нв, . (ке)

где 6ц(г) = 5(V) -- бф, 6д - фон ВТ. .1с - среднее расстояние ме.чду

точками закрепления дислокаций, г = Нд/Гв, Ь'в - энергия связи, і'е -максимальная сила связи атома примеси с дислокацией, тс =. тс/0. тс -напряжение безактивационного отрыва дислокаций от атомов примеси,- Ь

- величина вектора Нкогерса, в - -■щуль сдвига, р - плотность'подвижных дислокаций, . А - числовой коэффициент, зависящий от характера взаимояействйи дислокаций и а\<ха примеси: для центра притякения А =

0.6, для~центра отталкивания А - 1.6. Сделан вывод о том, что основным механизмом торможения подвижных дислокаций в этой стали-являете«' вязкое трение, обусловленное взаимодействием дислокаций с. одиночными точечными дефектами, случайно расположенными- в плоскостях скольжения. ’ . - .' ' -

■Получен ряд ' характеристик дислокационно-примесного взаимодействия в автолиотовой стали. Результаты расчета приведены в табл. 2. Показано, что величина параметра С характеризует среднюю длину ^во-‘ бодного дислокационного сегмента. '

. . Установлено, что с повышением температуры отжига от 500 до 620

°С происходит уменьшение длины свободного дислокационного сегмента

• При более высоких температурах величина сегментов возрастает, также увеличиваются размеры стопоров за счет диффузии примесей вдоль дислокаций. ' ■ ..

Анализ ДЭВТ стале;'; плавки А4 позволил установить, что с этом . материале в процессе движения дислокации преодолевают случайные поля внутренних напряжений, р.ызванныз как одиночными атомами,' так и более крупным« препятствиями. При этом вид амплитудной зависимости внутреннего трения соответствует теоретической мопеди ВТ Бозера-Струни-на: ■ ' ' ■

5 = Осі ^ 16 • р • Ь • і,/г ~ і • ї, ' (31)

где Р • тсаргктерисша мсдаостя стопоров, величина Ь-і., пропорцію-нальна расстоянию-' кожду—сильными стопорами в -плоскості! скольлекия дислокаций. • ~ “

* ■ •• . Тлблина 2

Влияние- температуры итіга ¡¡а ьяряузтри уе'. С, А. * • •

— _ -Образец с. 10~~ л Ус. ,, - ^ ю ■■ Упр. иг^ Г " (С * * Ю-* (0)~ *, ’ 10”*

« ^Алч^о«-» і '-’Л ■ ■ '• 0.69 . .221 85 * 3.85 3. ЗУ

600АЗ ' і.ні о.5:* '&ІҐ. 20-1 ' л? - 73

620АЗ 0.49 0.53 148 177 0.74 3.12

650АЗ 1.14 0.53 ' ■ 160 164. 1.82 6.23

700АЗ 1.62 1.37 152 194 3.13 8.4В

7Б0АЗ , 2,00 ' 0.40 •162 ' 88 3.01 0.30

800АЗ- 1.Є1 0.85 ■ 217 ' 145 2.64 10.09

* П2 - сумма квадратов .невязок. ' '

Параметры АЗЫ стали плавка /'л после отжигов при р&чщ-гпшх температурах приведены в тага. 3. . .

. ’ ' Таблица 3

Параметр« ЛЗВТ образца А4 после отжигов при расшх те>гч>рчтурлх.

Оораяец ЕЭ0А4 600А4 620 А4 Є50Д-1 І 700А4 750А4 800АІ

8-Ь-Ь 9.54 2.34 8.72 •го. ог | 39.14 27.34 18.25

«о. Ю*3 '4.03 8.61 9.58 12.61 ! 7.65 3.23 - 1.“0.

' ь‘г . - 0.74 1.06 2. вб ! 4.. 32 1 .06 0.43

' .Анализ ампдитудноэависимого внутреннего трения авюдцото^ых сталзй позволил установить, что в зависимости от степени легированное" и мепя«т5!? механизм дислокационно- примесного взатаодейстрия. -В стали ДЗ С ПОНИУОНПЫМ СОДерлаЯИ*'« КРрйНДООбравуЧиЦИХ ЖГМКГГОГ (О.ОЯЧ маз..-% -К±; 0,015 ыас. * МЬ) реализуется механизм вязкого ВТ швзрия

vторможение дислокаций одиночними атомами, случайно расположенными в кясч'ііостм скаилешт)', а в стали А-1' с повышенным содержанием микро-легирувднх дойаьок (0,028 мас. х Ni; 0,015 мас.'% tibí ДЗЕТ описывается мс-ханиомом Boaepa-CrpvitnKa (взаимодействие дислокаций с атомными грушыроысш.«! ;■ Ш сегрегациями)'.'' х '

_ Проведен анализ серий ПМГ сталей планок ЛЗ и А4- после отжигов в диапазоне температур- 500.. .600 °С. Получены количественные оценки стриктурних характеристик развития процессов уикропластичкости авто-листокт стати на стадии, предшествующей формированию площадки теку*-чести. . ■

Показано, что гависимость х’(tm) состоит из двух частей: ' воз-раетлг*ггс участка и стасильного. Определены параметры аналитической зависимости х’ (тш) для возрастающего участка, хорошо согласующиеся с даші\«.иі других исследователей. Установлено, что для получения ста-оллыш и воспроизводимых значений напряжения т’ измерения ПМГ необходимо проголить после предварит.- "мгаго нагружения образца на -величину 80... і?0 МІІа, обеспечивающего стабилизацию зависимости х* (тю).

Установлено, что при нагружении автолист-овых сталей микроплас-'ппеокая деформаций развивает?? в две стадии. Произведен расчет основных характеристик Склонности материала к развитию микропласхич-ности: ко?<:*Ьиционтс. упрочнения, на.первой стадии 8', напряжения перехода от первой ко второй стадии микропластичеда. и деформации х" и коэффициента А", оценивающего скорость упрочнения на второй стадии. • Степень однородности - пластической деформации характеризовали относительны,! количеством пластически деформированных- зерен (см. таол. 3): .

.п,:, - 1,3:3-Ц + в’/аг1. (38)

гк-гкостъ передачи пластического сдвига от зерна к зерну - безразмерным Я«ірЯМЄТрОМ: . ' '' '

г . - A"/ (G-T") -. (33)

Но мере отменил параметра F увеличивается выраженность площадки текучести (см. таол. 4). . - .

Сопоставление данных микродеформациошшх испытаний с параметра-пи структуры, состоянием твердого раствора и результатами механических испытаний, позволило установить, что зависимости микродеформапи-онтлх характеристик пластичности х”, х", nq и F хорошо коррелируют с данными о степени завершенности- рекристаллиэ.ационнь»' процессов, ха-

. Таблица 4

Влияние температуры отжига на параметры rtq и F.

1 i {I.TTjya I t j Параметр Температура откига,’ °C'~' - -

500 ООО 620 650 ' 700 760 800

! *<1, . n,; io-2 17. Ö 13.4 » 5.0 5.6 9.1 11.1 11.3

г 1. 9Q i .86 - 1.39 0. BÖ

j A4 n4, io-2 13.5. P.5 2.9 12.1 27. £ . £5.0 25.0

i l -1-. ... • - - I- о GC f 0.^6 ...... _i 0.60 0.47

рактером изменения пределов прочности и текучести в зависимости от температуры отзмгсв.' Границы температурных диапазонов, в которых наблюдаются единообразные зависимости бв, 5о.2 и х’, х", а также параметров nq и F, совпадают. Определены критические температуры, со-стзетствующИе формированию полностью рекристаллиэованной структуры: ДЛЯ A3 - 6£0 °С, ДЛЯ A4 - 700 °С. ■ . '

Нре’т»ожян обобщений! параметр F/nn, характеризующий количество '¿гззоваввнхсч полос Чернова- Людереа и гернак, охваченных пластической леФормгииеГ;, ;;ли, к ^и«<?,т?нно$ фзрде, '

г - (F/nqViF/n^W, *" (34)

1*д<9 (F/r!q)„v-4> •• уаксичзльвсв аиачешю отнесения для данного материала.

Полученные вависпмос'гк паиг.метра 7. от температуры отжига для сталей плавок A3 и A4 представлены на рис. 3. -Для стали A3 число формирующихся полос в зернах, подвгрхенных пластической деформации, с ростом температуры уменьшатся и сосдаются условия для развития стадии легкого скольжеши. В стали A4 плотность полос чз ростом тем-пграгуры етжга из Менатеп, с/алия легкого скольжения отсутствует. " Изучено влияние . деформационного старения на параметры микропластичности и АЗВТ автолистовых сталей.' Исходное состояние - деформация кручением на 2 X и отжиг при 170° С в течение 30 минут, что ягляется имитацией процесса штамповки кузовной детали и сушки лакокрасочного покрытия. Результаты ¡^учения влияния старения на параметры- шифспявсяРпоттч псслстс.пл-'нь, е< таОл. 5 ' •

Рис. а. Влияние температуры рекристаллиаационного отжига автолисто-вой стали па параметр Т.. 1 - сталь АЗ, 2 - сталь А4.

■ . . Таблица 5

Параметры микроплаотическок деформации образца автолистовой стаял до.(1) и после (2) деформации и старения.

■ Установлено, ЧТО снижении коэффициентов упрочнения 0*' и 02’ после старения обусловлено уменьшением общего.числа как слабых и сош ник препятствии, ре .к-ог снижение параметра Г свидетельствует об уменьшении числа одновременно зарождающихся полос Чериова-Людерса и пошшенной склонности материала к появлению площадки текучести.

3. ПЕШИЕ ВЫВОДЫ. '

. _1._ На.рснове. термодинамики. необратимых процессов получено вира-тнт, связывающее напряжение сопротивления" пластической-деформании-на стадии легкого скольжения с приростом конфигурационной энтропии, и определен физический критерий развития стадии легкого скашкгшш как стационарного процесса. ■

- Обосновано использование принципа линейной аддитивности раздич- _ ннх механизмов, вносящих вклад в оощее упрочнение материала. Методами статистического анализа выявлена связь уровня внутренних папряхе-ний со структурной энтропией как интегральной вероятностной хгф&:те-рии-ТЙКОЛ cociosa;« изгеризлп ял'отздии легкого скольжения. Установлены евдоь процессов. • овеспо’Шгаоанх лч*ю?ичноотъ • махеде«^ ка стадии легкого скольжения >■ -ъ. области микропластическик деформаций, и существенная роль в развитии стадии легкого скольжения таких факторов как точечные дефекты и обусловленный ими механизм твердорастворного упрочнения. .’ .

• Экспериментально установлены механизмы упрочнения, действую-

щие в микролегированиой малоуглеродистой автолистовой стали. и опре-' делены т вклады в величину предела текучести. Основной (до 80 X) •вклад п предел текучести вносят"деД неяачкзна -• дттспсрсиейнс«? и- *«р-погранипно-.-. у . .«чненая. динамика формирования узрочнекет на стадиях

И!КрОПЛа.;?11Ч:)СС.'?П легкого скольжении, в основном, обусловлена процессами дислокационно-примесасго зяаимо^еист&ия. • ■

0. спектр ТйЬТ' в 1нкзкоугл&рсдистих аьтолистовых стаклк • представляет собой суперпозицию трех релаксационных максимум:!?: углерод-

ной и азотной релаксации Снука: и низкотемпературного пика. По-сазано, что нкакотимпиратурныЛ максимум является азотным пиком-спутником Сиу ка. н соусло'ппй.н релаксацией в ход« диффузионных перескоков атомсь .азота в упругих полях внутренне микроискаженийсоздаваемых атомами д^гйруизик элементов рамзш.екил. РэзрсЙ-така грсц’/пковдая методика ОГИ'ЗДОЛе'ШЯ М!КрОгОЛ5'ЧеСТЗ 'ДОМОЗ т'вХрСШЬ? В ГВ^рЛОМ ЦЗСГВСРО И VC-тановлено . влияние. различный технологических, факторов ка сод,!рйаш:е металлоидов 8 твердой растворе з аптолистовых стаиях.

1. Получение ypaoHstUJn регрессии, устанавливающие зевксичооть го^гентрашп; углерода з?от& 5 гаердом расгаор от температурных рсдиурв ПОЛ/Ч^ПИЛ Г:ОГ'«ата. Псмяшк? течгтературч конца прок-зть.-и от 7?3 до °0 ^““ояи? к уивдкиениз концентрации элементов вигдрешиг

в матрице; возрастание температуры смотки от 531 до 556' °С снижает содержание. углерода и азота в твердом растворе. * ,

5. Установлена основные механизмы торможения подвижных дислокаций для автолистовкх сталей различного состава. В стали с пониженным содержанием^ ка^бидообразуювдх легирующих элементов реализуется механизм вязкого трения, связанный с взаимодействием дислокаций с расположенными в плрскостях скольжения одиночными атомами внедрения. С повышением температуры при отжиге горячекатанной стали увеличиваются расстояние между точками закрепления и размеры стопоров. В стали с повышенным'содержанием элементов-карбидообразователей основной меха- ' низм торможения дислокаций связан с взаимодействием с сегрегациями атомов внедрения. . .

. 6. Предложен обобщенный параметр, характеризующий количество образовавшихся полос Чернова-Людерса в зернах, охваченных пластической деформацией.- Установлено соответствие динамики' изменения обобщенного параметра как Функции основных параметров состояния с особенностями развитая стадии легкого скольжения и- проявлением площадки текучести на диаграммах нагружения автолистовых сталей различного •состава. Показано, что склонности материала к образованию площадки текучести 'определяется количеством сформированных полос Чернова-Лю- * дерса ь отдельных деформированы.« зернах. .

7. Изучено влияние деформационного старения на динамику' развития стадии легкого скольжения автолистовой стали. В результате пластической деформации и старения наблюдается разупрочнение материала за счет уменьшения количества как слабых (атсмы примесей),' так и сильных (частицы промежуточных фаз) стопоров. Этот эффект приводит к уменьшению числа сформированных полос Чернова-Людерса в пластически деформированных зернах к повышению склонности материала к появлению площадки текучести. 1 , .

Основное.содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях: . ' ' '

1. Гирина O.A., Жарков Р.В. Изучение методом внутреннего трения влияния способа получения на концентрацию примесей внедрения в твердом растворе в горячекатанной автолистовой стали. //Дефекты кристаллической решетки и сплавы с особыми свойствами. Сборник научных трудов- Тула. - 1994. - С. 162 - 159. . ' .

2. Жарков Р.В., Головин И.С., Головки С.А. Параметры релаксации Бинкельпггейна-Розина в ..еакалаикых и холоднодеформированиых Fe-Hi-Mo зплавзх. //Tes. докл. Международного семинара. Воронек. -~Î9S5. -

:\.за. -

3. Левин Л.М., Как'ушшкова'И.Ю., Жарков Р.В. Особенности развития микропластичкости ниокоуглеродистых микролегкрованных сталей //Тоз. .докл. Международного семинара. Воронеж. - 1&95. - С. 43.

4. S..Golovin, I. Golovin, R. Zharkov. Internal friction rpect-

!‘ü¡r, analysis for Fe-Ni-Mo ailoys, //Second Internationa] Symposium ЭП M3Dv Norfolk, USA.’*- 1995' - P. 13. ' ■

ü.- «чркоь h.ô. , Головин И.С.Гэлгяито C. A. Анализ спектра внутреннего трения я легйровашш аустёкэтлы сталях, //йевестия ’ РАН, зерип физическая. - Т. 60. - 1>| 9. - 1996 г. - С, 148 - 153.

. 6. Лесин Л.М., Жарков Р. В. Особенности релаксации Снука в малоуглеродистых автолистових сталях.' //Тез. докя. Международной конференции. Тула. - 1997•. - С. 56. . . ’ ' .

7. Головин И.С., Сержантова Г.В., Марков Р.В., 'Головин С.А. Дислокационно усиленный эффект Финкульштейна-Ровика в аустенитиых ;тллл.ч. //Тее. ц'окл. - Международной конференции. Тула.. - 1Q97. -j til - '2. ’ ' . ' ' ' • '

h. Сем»«! В.A. , парков P.В., Головин C.Д. Программа комплексного лаздице. сложим спектра:-! внутреннего трения. //Тез.' докл. Междупа-ро;:нсй конференции. Тула, - 1ÍÍS7. - С. 63 - 84.

V». Яйкйи Д.М., Жарков Р.В,, Кзнунвиксва И.Ю. Влияние особенностей развигия упкролоАорыацги на склонность к возникновению площадки уукучоС'Ш. //Тез. докл. Мзлдаувародной конференции. Тула. - 1997. -ir-,. . ' .