CC BY
9
УДК 67.017 DOI: 10.30977/В^.2219-5548.2018.82.0.92
ВПЛИВ КОМБ1НОВАНО1 ДЕФОРМАЦП ТА ПЕРЕДРЕКРИСТАЛВАЦШНО1 ТЕРМ1ЧНО1 ОБРОБКИ НА СУБСТРУКТУРУ I ТВЕРД1СТЬ СТАЛЕЙ 40Х ТА 12Х13
Дубовий О.М., Макруха Т.О., Нацюнальний ушверситет кораблебудування 1м. адм. Макарова
Анотаця. В робот1 досл1джено вплыв деформацп та наступног передрекристал^зацтног терм^чног обробки на субструктуру 7 твердктъ конструкцтних легованих сталей 40Х та 12Х13. Встановлено можлив1стъ отримання терм^чног стабтзацИ пол^готзацтног субстру-ктури комб1новано деформованих сталей.
Ключов1 слова: комб1новане деформування, передрекристал^зацтна терм1чна обробка, те-рм1чна стабшзац^я, пол^готзацтна субструктура, леговат стал1.
Вступ
Рiвень розвитку машинобудування XXI столотя характеризусться шдвищеною ште-нсившстю режимiв експлуатаци машин i ме-ханiзмiв. Ускладнення умов експлуатаци ву-злiв i агрегатiв вимагае постшного вдоскона-лення матерiалiв та технологш !х виготов-лення iз забезпеченням достатньо! надiйностi та довговiчностi. Експлуатацшш характеристики деталей i прилащв, а також ресурс !х роботи визначаються переважно фiзико-механiчними властивостями !х робочо! пове-рхнi. Вимоги щодо створення машин i меха-нiзмiв з пiдвищеними властивостями можли-во задовольнити не тiльки розробкою сучас-них конструкцiйних рiшень i застосуванням нових матерiалiв, але i за рахунок змiни суб-структури iснуючих матерiалiв шляхом удо-сконалення технологiчного процесу !х фор-мування.
Ефективним способом шдвищення фiзи-ко-механiчних властивостей матерiалiв е на-ноструктурування. Для виршення цього за-вдання кафедрою матерiалознавства та технологи металiв Нацiонального унiверситету кораблебудування iм. адм. Макарова розроб-лено спосiб деформацшно! та термiчно! обробки металiв та сплавiв, що включае попе-редню деформацiю металу або сплаву з на-ступною термiчною обробкою, яку назвали передрекристалiзацiйною. Змiст способу по-лягае у деформуваннi металiв або сплавiв зi ступенем обтискування бiльше 70 % за тем-ператури навколишнього середовища, нагр> ванш до температури початку рекристалiза-ци, витримцi протягом 0,5-10 хвилин з на-ступним охолодженням до температури на-вколишнього середовища зi швидюстю, яка
не викликае росту рекристалiзацiйних зерен (не менше 5 °С/с) [1-3]. Слiд вiдзначити, що ефект шдвищення фiзико-механiчних властивостей починае проявлятися при деформацп бшьше 20-30 %. Однак у даного способу е недолш, пов'язаний з малим часом витрим-ки (до 10 хвилин), при якому забезпечуються максимальнi значення твердостi матерiалу, що ускладнюе, а в деяких випадках i унемо-жливлюе його застосування в умовах проми-слового виробництва, особливо для масивних деталей. Тому розробка методiв, спрямова-них на термiчну стабшзащю здрiбнено! й нанорозмiрноl пол^ошзацшно! субструкту-ри, е актуальною науковою задачею.
Анал1з публжацш
В останнi роки досягнуто значних успiхiв у створенш наноструктурних матерiалiв. Особливу увагу прищляють методам штен-сивно! пластично! деформацп (1ПД). Ця гру-па методiв отримання матерiалiв основана на проведенш великоступенево! пластично! де-формацi! в умовах високих прикладених тис-юв за вiдносно низьких температур [4]. В таких умовах деформування вщбуваеться подрiбнення мiкроструктурних елементiв у металах i сплавах до наномасштабного роз-мiру. Методи 1ПД дозволяють отримувати об'емнi безпористi металевi наноструктуро-ваш вироби (авiацiйнi крiплення, медичнi iмпланти тощо). Однак дiапазон розмiрiв у таких виробах у бiльшостi випадюв переви-щуе 200 нм [5, 6]. Структура, отримана при 1ПД, вiдрiзняеться великою нерiвноважнiстю через малу щшьнють вiльних дислокацiй та переважно висококутовий характер границь субзерен [4, 7].
Оскшьки методи 1ПД характеризуються високою вартiстю, трудомiсткiстю та склад-шстю обладнання i придатнi тiльки для деталей малого перерiзу (до 10 мм), то одним iз напрямiв вирiшення ще1 проблеми може стати застосування передрекристашзацшнох те-рмiчноl обробки матерiалiв, суть яко! полягае у фшсаци полшошзацшно1 субструктури охолодженням матерiалу на етапi формуван-ня наномасштабних субзерен [1-3].
Значний вплив на формування комiрчас-то! нанорозмiрноl структури справляе вид деформування i ступiнь деформаци матерiа-лу [6]. Види деформування розрiзняють за-лежно вiд швидкостi протiкання деформаци: динамiчне i статичне. Вiдмiнностi у структура отриманiй при рiзних швидкостях деформаци, призводять до того, що при одному i тому ж ступенi деформаци початок потгош-заци зi збiльшенням швидкосп деформування розвиваеться за бшьш низьких температур i протiкае штенсившше [9].
Вплив схеми напруженого стану на пол> гонiзацiю пов'язаний з рiзною щiльнiстю дислокацiй, що утворюеться пiсля рiзних способiв деформування. Вимiрювання щшь-ностi дислокацiй у сталях тсля статично1 та динамiчноl деформацiй показали, що щшь-шсть дислокацiй пiсля динамiчного впливу приблизно на 30 % бiльше, шж пiсля статичного [4, 10].
В роботах [9, 10] дослщжено вплив дина-мiчноl деформаци на ковальському молотi та наступно1 передрекристалiзацiйноl термiчноl обробки на твердiсть для техшчно чистого залiза, сталей 20, 20Х13 та 12Х18Н10Т. Швидюсть деформаци складала 100 мм/с. Встановлено, що збшьшення швидкосп деформаци призводить до зниження показникiв твердостi та зменшення ефекту пiдвищення твердостi в результат передрекристалiзацiй-но! термiчноl обробки. Зi збiльшенням швид-костi деформаци збшьшуеться щiльнiсть дислокацiй i стушнь змiцнення, при цьому пiдвищуеться прихована енергiя, що веде до збшьшення швидкосп та зниження темпера-тури початку рекристатзаци. Тобто пiсля динамiчноl деформаци у процесi передрек-ристалiзацiйноl термiчноl обробки вщбува-еться бшьш штенсивне зростання субзерен, що ускладнюе можливiсть фшсаци пол^ош-зацшно1 субструктури. Неоднорщшсть субструктури призводить до неоднорщного по-дрiбнення зразка, в результат чого вщбува-еться зниження приросту твердост в порiв-нянш зi статичною деформацiею [9, 10].
У робой [11] дослщжено вплив комбшо-ваного деформування (динамiчне деформу-вання на 30 % та статичне деформування на 30 %) i наступно1 передрекристашзацшнох термiчноl обробки на субструктуру та твер-дють технiчно чистих залiза i шкелю, вугле-цевих сталей 20 та 45. Встановлено можли-вiсть термiчноl стабшзаци пол^ошзащйно1 субструктури у процес передрекристатза-цшно1 термiчноl обробки для техшчно чистого залiза, вуглецевих сталей 20 та 45 до 2070 хв, 10-60 хв i 5-60 хв вiдповiдно. Додат-кова статична деформацiя (пресування) сприяе збiльшенню кiлькостi структурних недосконалостей та утворенню потрiйних вузлiв (перехрещень) дислокацш, що шдви-щуе термiчну стабшьнють пол^ошзащйно1 субструктури.
Але в роботах [1, 2, 11-14] придшено не-достатньо уваги впливу комбшованого деформування та наступно1 передрекристашза-цшно1 термiчноl обробки для конструкцiйних легованих сталей.
Мета i постановка завдання
Метою роботи е розробка комбшованих методiв, спрямованих на термiчну стабшза-цiю подрiбненоl та нанорозмiрноl полшош-зацшно1 субструктури. Для досягнення ще1 мети були поставлен наступнi завдання: до-слiдження впливу комбшованого деформування та наступно1 передрекриститзацшно1 термiчноl обробки на твердють та стабшза-цiю полшошзацшно1 субструктури сталей 40Х i 12Х13.
Дослщження впливу комбiнованого деформування та термiчноT обробки на твердiсть та стабьшзащю субструктури легованих сталей
На сьогодш найпоширенiшими матерiалами залишаються сталi та чавуни, яю складають приблизно 90 % з ушх конструкцiйних мате-рiалiв, якi використовують у техшщ й побутi, тому в подальших дослiдженнях використо-вували конструкцiйнi хромист сталi 40Х (ГОСТ 2590-2006), 12Х13 (ГОСТ 2879-2006).
Вщпалеш зразки зi сталi 40Х за темпера-тури 760 °С та зi сталi 12Х13 за температури 740 °С протягом 1 години розмiром 6^6^10 мм тддавали холоднiй динамiчнiй деформаци. Динамiчне деформування проводили шляхом ударно1 ци^чно1 ди до задано1 ве-личини деформаци за юмнатно1 температури.
Величину деформаци для компактних ма-терiалiв визначали як вщношення висоти
здеформованого зразка до початково! висоти деформацй.
TepMi4Hy обробку зразкiв здшснювали в лабораторнiй електричнiй ne4i СНОЛ-1.6.2.0.08./9-М1.
Твердiсть HV5 визначали на приладi типу «Вшкерс» при навантаженш на iндентор 5 кг (ДСТУ ISO 6507-4:2008), для кожно! експе-риментально! точки проводили 10 вимiрiв.
Зйомку дифрактограм проводили за до-помогою рентгенiвського дифрактометра за-гального призначення ДРОН-3 у випромшю-ванш молiбденy MoK (X = 0,071069 нм) за
вщображенням [110]. Обертання зразкiв проводили в iнтервалi подвiйних кyтiв у дiапа-зош 18...22 швидкiсть розгортки складала 1 °/хв, швидкiсть руху дiаграмно! стрiчки 60 мм/год. Напруга на трубщ - 40 кВ, сила струму - 40 мА. Як еталон використовували технiчно чисте залiзо марки Э12 (ГОСТ 3836-83).
Розмiр областей когерентного розсдаван-ня (ОКР) розраховували методом гармошч-ного аналiзy форми дифракцшного профiлю.
Вiдноснy кiлькiсть нанорозмiрних части-нок визначали за допомогою методу апрок-симацп дифракцiйного профшю (згортка фу-нкци Гауса). Тобто вщносна кiлькiсть нано-масштабних ОКР розраховувалась як вщно-шення рiзницi площин рефлексiв дослщжу-ваного зразка та еталону до площi рефлексу дослщжуваного зразка.
Для визначення середнього кута розорieн-тування субзерен використовували метод, основою якого е визначення кривих розпод> лу штенсивностей правильних вiдображень вiд кристалу, встановленого тд кутом Вульфа-Брегга.
Твердiсть зразюв пiсля вiдпалy складала: сталь 40Х - 1,86 ГПа, сталь 12Х13 - 2,02 ГПа.
Для сталей 40Х та 12Х13 проводили ком-бшовану деформацiю: спочатку здiйснювали холодну динамiчнy деформацiю на 30 %, по-тiм - статичну деформащю на 30 %. Таким чином, сумарна величина деформацп складае 60 %.
Отримаш зразки шсля комбiнованого де-формування нагрiвали в печi до температури первинно! рекристашзаци, яку визначено для стал 40Х - 500 °С, для 12Х13 - 600 °С.
Результати дослiдження впливу тривалос-т витримки передрекристатзацшно! термiч-но! обробки на твердють подано на рис. 1.
о "Й
2,3
# \ > t V
1
mi ,
А.
О 10 20 50 60 70
ТриЕашсть витримки, ХЕ
4 шсля комбшовано1 деформацй стат 40Х
♦ шсля комбшовано! деформацй татершчно! обробки стал1 40Х
П шсля комбшовано! деформацй стал1 12X13
• шсля комбшовано! деформацй татершчно! обробки стал1 12X13
Рис. 1. Залежшсть твердостi вiд тривалостi витримки передрекристатзацшно! термь чно! обробки деформованих сталей 40Х та 12Х13
З рисунка 1 видно, що твердють сталi 40Х зростае вiдносно комбiновано деформовано-го стану на 15 % та зi збiльшенням часу витримки не змшюеться. Це свщчить про тер-мiчну стабiлiзацiю полшошзацшно! субстру-ктури сталi 40Х шсля комбшовано! деформацй та наступно! передрекристалiзацшно! термiчно! обробки до 60 хвилин.
Залежшсть твердост сталi 12Х13 шсля комбшованого деформування та передрекри-сталiзацшно! термiчно! обробки (рис. 1) носить екстремальний характер. Таким чином, максимальне значення твердостi 2,92 ГПа досягаеться при витримцi передрекристал> зацшно! термiчно! обробки протягом 1 хви-лини, що на 18 % бшьше, нiж пiсля комбшовано! деформацй. Потм твердiсть дещо па-дае, але залишаеться бшьшою, нiж пiсля комбiнованого деформування на 14 %.
Руху дислокацш перешкоджають границi субзерен, частинки iншо! фази, концентра-цiйнi неоднорiдностi, структурнi недоскона-лостi (дислокацi!), флуктуацi! у гратщ, пов'язанi з нерiвномiрним розподiлом енерги й домiшок.
Дислокацi!, якi були введет за деформацй, блокуються домшковими атомами, тому пiд час наступного навантаження цi дислока-ци не братимуть участi в ковзанш; вони га-льмують новоутворенi дислокаци або части-ни дислокацiй, яю розблоковуються пiсля деформацiйного навантаження [2].
Очевидно, що додаткова статична деформащя збiльшуe кiлькiсть структурних недос-коналостей у виглядi дислокацiйних перех-рещень та потрiйних вузлiв.
Далi аналiзували змiну субструктурних елементiв тсля комбшовано! деформацп та передрекристатзацшно! термiчноl обробки, а саме розмiр ОКР, кшьюсть наноструктур-них елементiв та середнш кут розорiентуван-ня субзерен. Результати розрахунюв наведено у табл. 1.
Таблиця 1 - Вплив комбшованого деформування та передрекристалiзащйноl термiчноl обробки на субструктуру сталей 40Х та 12Х13
1з табл. 1 випливае, що розмiр ОКР сталей 40Х та 12Х13 тсля передрекристалiзацiйноl термiчноl обробки зменшуеться порiвняно за станом пiсля деформацп та набувае практично наномасштабного розмiру (менше 120 нм), при цьому вщносна кiлькiсть нанорозм> рних елеменпв збiльшуеться.
Найбiльший кут розорiентування спосте-рiгаеться за максимальних значень твердость За збшьшення часу витримки вш зменшуеться, але залишаеться бшьшим, нiж пiсля ком-бiнованого деформування. Звщси випливае, що комбiноване деформування з наступною передрекристалiзацiйною термiчною оброб-кою забезпечують здрiбнення субструктури та збшьшують термiчну стабiльнiсть. Це за-
безпечуе прояв «розмiрного ефекту», зокре-ма пiдвищення твердостi.
Висновки
1. Встановлено можливють пiдвищення твердостi сталей 40Х та 12Х13 комбшованим деформуванням та наступною передрекрис-талiзацiйною термiчною обробкою пза температур 500 i 600 °С з витримкою до 60 хв, що дозволяе обробляти габаритш деталi за рахунок термiчноl стабшзаци субструктури.
2. Встановлено, що зi збiльшенням кута розорiентування полiгонiзацiйних субзерен збiльшуеться твердiсть вщповщно на 15 та 18 % тсля передрекристатзацшно! термiч-но!обробки.
Лггература
1. Дубовий, О. М. Вплив передрекристалiзацiй-но! термiчноl обробки на фiзико-механiчнi властивостi напилених покритпв та деформо-ваних металiв та сплавiв [Текст] / О. М. Дубовий, Н. Ю. Лебедева, Т. А. Янковець // Мета-лознавство та обробка металiв. - 2010. - №3. -С. 7-10.
2. Дубовий, О. М. Дослщження можливостей тдвищення фiзико-механiчних властивостей деформованих металiв i сплавiв термiчною обробкою [Текст] / О. М. Дубовий, О. В. Бон-даренко, О. О. Жданов, О. В. Жижко, М. М. Бобров, Т. С. Галина // Обробка матерiалiв у машинобудуванш, Нацюнальний унiверситет кораблебудування. - 2010. - С. 69-79.
3. Пат. 95378 Украша МПК (2009) С2Ю8/00, C22F 1/00. Споаб деформацiйно-термiчноl обробки металiв та сплавiв [Текст] / О. М. Дубовий, Т. А. Янковець, Н. Ю. Лебедева, Ю. О. Казимиренко, О. О. Жданов, М. М. Бобров; заявник i патентовласник Нацюнальний уш-верситет кораблебудування iменi адмiрала Макарова. - № а 201120102248, заявл. 01.03.2010; опубл. 25.07.2011, бюл. № 14. -6 с.
4. Валиев, Р. З. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией [Текст] / Р. З. Валиев, И. В. Александров. - М.: Логос, 2000. - 272 с.
5. Юркова, О. I. Особливосп формування нано-кристалiчноl структури в a-залiзi при деформацп тертям [Текст] / О. I. Юркова, Р. В. Карпов, £. О. Кляпн // Металознавство та оброб-каметалiв. - 2010. - № 1. - С. 12-16.
6. Юркова, О. I. Структурний стан i мехашчш властивосп пластично деформованого залiза / О. I. Юркова, А. В. Косянчук, М. Г. Гриценко // Металознавство та обробка металiв. - 2011. - № 1. - С. 3-9.
7. Алымов, М. И. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокрис-
а <и т а М Сумарна деформащя, %. Режим термообробки ,Р К О сР з о ^ Ср и '53 д е р е С Кшьюсть нанострук-турних елементiв, % Кут розорiентування субзерен, °
деформащя 60 % 131 16 0,02
40Х деформащя 60 %, 500 °С, 1 хв 117 29 0,08
деформащя 60 %, 500 °С, 118 25 0,06
60 хв
деформацiя 60 % 117 18 0,08
12Х13 деформащя 60 %, 600 °С, 1 101 34 0,16
хв
деформацiя 60 %, 600 °С, 106 28 0,14
60 хв
таллических материалов / М.И. Алымов, В.А. Зеленский. - Москва: МИФИ, 2005. - 52 с.
8. Засимчук, Е. Э. Полигонизация, рекристаллизация и термическая стабильность свойств материалов / Засимчук Е. Э. - К.: Наукова думка, 1976. - 209 с.
9. Горелик, С. С. Рекристаллизация метал лов и сплавов / С. С. Горелик, В. Т. Добаткин, Л. М. Капустина. - 3-е изд. - М.: МИСИС, 2005. -432 с.
10. Новиков, И. И. Теория термической обработки металлов: ученик. - 3-е изд. исп. и доп. - М.: Металлургия, 1978. - 392 с.
11. Жданов, О. О. Закономiрностi впливу перед-рекристалiзацiйноí термiчноí обробки на фiзи-ко-мехашчш властивосп деформованих сталей : автореф. дис. на здобуття наук.ступеня канд. техн. наук : спец. 05.02.01 - «Матерiало-знавство» / Жданов Олександр Олексадрович - Херсон, 2015. -24 с.
12. Жданов, О. О. Дослщження можливостей ста-бшзацп полтошзацшно! субструктури дефо-рмованого шкелю / О. О. Жданов, О. В. Дорь на // Макаровсью читання: матерiали Всеукра-!нського форуму молодих науковщв, Нацюна-льний ушверситет корабледування iм. адм. Макарова, 2014.
13. Дубовий, О. М. Вплив комбшованого дефор-мування на термiчнy стабшьшсть полтошза-цшно! субструктури залiза, шкелю й сталей 20; 45 / О. М. Дубовий, Лю Шен, Т. О. Макру-ха // Збiрник наукових праць НУК: Микола!в. -№ 1. - 2017. - С. 39-47.
14. Дубовий, О. М. Вплив деформацп та легуючих елеменпв на твердють сталей i напилених по-криттiв тсля передрекристалiзацiйноl термiч-но! обробки / О. М. Дубовий, С. Г. Кулщ О. О. Жданов, М. М. Бобров, О. I. Мирко // Зб. наук. праць НУК. - 2011. - № 2. - С. 36-44.
Raferences
1. Dubovyi O. M., Lebedeva N. Yu., Yankovets T. A. (2010). Vplyv peredrekrystalizatsiino termich-noi obrobky na fizyko-mekhanichni vlastyvosti napylenykh pokryttiv ta deformovanykh metaliv ta splaviv [Influence of the pre-recrystallization heat treatment on the physical and mechanical properties of sprayed coatings and deformed metals and alloys]. Metaloznavstvo ta obrobka met-aliv [Metallurgy and metal processing]. Myko-laiv, 3, 7-10.
2. Dubovyi O. M., Bondarenko O. V., Zhdanov O. O., Zhyzhko O. V., Bobrov M. M., Halkina T. S. (2012). Vplyv peredrekrystalizatsiinoi termichnoi obrobky na substukturu i tverdist deformovanykh koliorovykh metaliv i splaviv ta napylenykh pokryttiv [Influence of the pre-recrystallization heat treatment on the substructure and hardness of deformed nonferrous metals, alloys and sprayed coatings]. Obrobka materialiv u mashyno-buduvanni [Materials treatment in mechanical engineering]. Mykolaiv, 69-79.
3. Dubovyy O. M., Yankovets T. A., Lebedyeva N. Yu., Kazymyrenko Yu. O., Zhdanov O. O., Bobrov M. M., Sposib Deformatsiyno-Termichnoyi Obrobky Metaliv ta Splaviv [Method of the deformed and heat treatment of the metals and alloys], Patent of Ukraine No. 95378 (Publ. 25.07.2011. Bull. No. 14) (2011) [in Ukrainian].
4. Valiev R. Z., Aleksandrov I. V. (2007). Obyemnyye nanostrukturnyye metallicheskiye materialy: polucheniye, struktura i svoystva [Bulk nanostructured metallic materials: obtaining, structure and properties]. Moscow.
5. Yurkova O. I., Karpov R. V., Kliaghin Ye. O. (2010). Osoblyvosti formuvannia nanokrystalich-noi struktury v a-zalizi pry deformacii tertiam [Specific features of formation of nanocrystalline structure in a-iron at deformation with friction] Metaloznavstvo ta obrobka metaliv [Metal science and treatment of metals], 1, 12-16.
6. Yurkova O. I., Kosianchuk A. V., Hrycenko M.
H. (2011). Strukturnyi stan i mekhanichni vlastyvosti plastychno deformovanogho zaliza [Structural state and mechanical properties of plastically deformed iron] Metaloznavstvo ta obrobka met-aliv [Metal science and treatment of metals],
I, 3-9.
7. Alymov M. I., Zelenskiy V. A. (2005). Metody polucheniyai fiziko-mekhanicheskiye svoystva obyemnykh nanokristallicheskikh materialov [Methods of obtaining the bulk nanocrystalline materials and their physical and mechanical properties]. Moscow.
8. Zasimchuk E. E. (1976). Poligonizachiia, recris-tallizachiia i termicheskaia stabilnost svoistv metallov [Poligonization, recrystallization and thermal stability of materials' properties]. Kiev.
9. Gorelik S. S., Dobatkin S. V., Kaputkina L. M. (2005). Rekristallizatsiya metallov i splavov [Recrystallization of metals and alloys]. Moscow.
10. Novikov I. I. (1978). Teoriia termicheskoi obrabotki metallov [The theory of the heat treatment of metals]. Moscow.
11. Zhdanov O. O. (2015). Zakonomirnosti vplyvu peredrekrystalizatsiinoi termichnoi obrobky na fizyko-mekhanichni vlastyvosti deformovanykh stalei. Avtoreferat Diss. [Patterns of the influence of the pre-recrystallization heat treatment on the physical and mechanical properties of deformed steel]. Kherson.
12. Zhdanov O. O., Dorina O. V. (2014). Doslidzen-nia mozlyvostei stabilizachii poligonizachiinoi substrukturi deformovanogo nikeliu [The researching the possibility of the stabilization of the substructure of the deformed nickel]. Makarovski chitannia: materiali Vseukrainsko goforumu mo-lodih naukovchiv [Makarov's reading: materials of the Ukrainian forum of the yang scientists]. Mykolaiv.
13. Dubovii O. M., Makruha T. O., Lyu Shen (2017). Vpliv kombinovanogo deformuvannia na termichnu stabilnist poligonizachiinoi substruktu-
tu zaliza, nikelu i stalei 20; 45 [Influence of the combined deformation on the thermal stability of the polygonization substructure of iron, nickel and steel 20; 45. Zb. nauk. prac. NUK [Collection of scientific publications of NUS], Mykolaiv, NUS Publ., 1, 39-47. 14. Dubovyi O. M., Kulik S. H., Zhdanov O. O., Bobrov M. M., Myrko O. I. Vplyv deformacii ta leghuiuchykh elementiv na tverdists napylenykh pokryttiv pislia peredrekrystalizaciinoii termich-noii obrobky [Influence of deformation and alloying elements on the hardness of steels and sprayed coatings after pre-recrystallization heat treatment] Zb. nauk. prac. NUK [Collection of scientific publications of NUS], Mykolaiv, NUS Publ., 2011, issue 2, pp. 36-44.
Дубовий Олександр Миколайович -
д.т.н., професор, тел.: +38 068-557-34-00, oleksandr.dubovyj @nuos.edu.ua
Макруха Тетяна Олександрiвна - астрант, Нацюнальний ушверситет кораблебудування iM. адм. Макарова, проспект Геро!в Украши (Сталiнграду), 9, Микола1в, Украша, 54025, тел.: +38 093-793-58-65, tmakruha@gmail.com
THE INFLUENCE OF THE COMBINED DEFORMATION AND PRE-RE CRYSTALLIZATION HEAT TREATMENT ON THE SUBSTRUCTURE AND HARDNESS OF STEELS 40X AND 12X13
Dubovyi A.N., Makruha T.A., Admiral Makarov National University of Shipbuilding
Abstract. Problem. Increasing the physical and mechanical properties of materials by nanostructuri-zation is the main problem of modern material science. Combination of previous deformation by 70 % and the following pre-recrystallization heat treatment of metals and alloys is the effective way of improving properties. Yet this method has some disadvantages. The main shortcoming of this is small exposure time.
It does not allow the usage of this method for manufacture of massive parts of machines and mechanisms. Goal. Researching the influence of combined deformation and subsequent pre-recrystallization heat treatment on the hardness and substructure of 40X and 12X13 alloyed steels. Methodology. Methods of computer metallography were used. The X-Ray methods were used to determine the size of coherent scattering areas, quantity of nanoscale subgrains and the angle of orientation of subgrains. Results. The hardness of examples increases with the increasing angle of orientation after pre-recrystallization heat treatment. Originality. The possibility of thermal stabilization of poligonization substrucrure by combined deformation by 60 % and the following pre-recrystallization heat treatment was established. Practical value. The possibility of using pre-recrystallization heat treatment for details of overall dimensions was created.
Key words: сom bine d deformation, pre-recrystallization heat treatment, thermal stability, poligonization substructure, alloyed steels.
ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННОЙ
ДЕФОРМАЦИИ И ПРЕДРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СУБСТРУКТУРУ И ТВЕРДОСТЬ СТАЛЕЙ 40Х И 12Х13
Дубовой А.Н., Макруха Т.А., Национальный университет кораблестроения
Аннотация. В работе исследовано влияние комбинированной деформации и последующей предрекристаллизационной термической обработки на субструктуру и твердость конструкционных легированных сталей 40Х и 12Х13. Установлено возможность термической стабилизации полигонизационной субструктуры комбинированно деформированных сталей.
Ключевые слова: комбинированное деформирование, предрекристаллизационная термическая обработка, термическая стабилизация, полиго-низационная субструктура, легированные стали.
