Введение к работе
Актуальность. Первоначально маргенситные превращения (МП) привлекли к себе внимание исследователей в связи с получением высокопрочного состояния в сталях, но затем все больше внимания уделяли механическому поведении материалов в процессе самого превращения. После открытия в 1948 г. термоупругих МП было показано, что они являются мощным и своеобразным механизмом пластической деформации и обнаружены такие явления как пластичность превращения (ИЛ), однократная и многократная память формы, генеравдя напряжений и т.д. Известно,также, что мартенситные реакции, как ж любые другие фазовые превращения, сопровождаются резким изменением механических свойств материала, в частности возрастает пластичность металла и снижаются характеристики его сопротивления деформированию. Б настоящее время на основе названных эффектов разрабатываются технологические процессы обработки материалов, создаются новые энергетические агрегаты.
Использование эффекта сверхпластичности в машиностроении осложняется тем, что сплавы проявляют ее при довольно малых'' скоростях деформации и в узком интервале температур. Поэтому важно распространить вышеупомянутый эффект на область скоростей деформации, традиционно используемых на практике и расширить диапазон возможного проявления сверхпластичности. Большой интерес в этом плане представляет Ш при диффузионном распаде мартенсита в закаленных сталях.
Несмотря на достигнутые успехи в понимании природы ЇЇП, многие стороны проблемы, касащиеся в частности механических свойств материала при отпуске закаленных сталей в полях внешних напряжений, изучены слабо. Практически отсутствуют данные о влиянии нагружения на поведение сталей в широких интервалах скоростей нагрева при изотермическом распаде мартенсита, не исследовано влияние больших скоростей нагрева на процессы заключительных этапов отпуска, экспериментально не выделены ресурсы собственно деформации, связанной с распадом мартенсита. Изучение этих вопросов представляется актуальным и было
вызвано не только научным, но ж практическим интересом, что позволило решить задачу неразъемного крепления сверхтвердых и твердых материалов в корпусах различных инструментов.
Цель и задачи работа. Цель настоящей работы состояла в веся довании закономерностей пластичности превращения, связанной с различными условиями: даффузноиных процессов распада на заключительных этапах отпуска углеродистых ж некоторых легированных сталей, а также практической реализация указанного эффекта в задачах машиностроения.
Б задачи работы входило проведение и анализ испытаний на растяжение и кручение закаленных ж отожженных образцов в условиях ползучести и активного деформирования в широком интервале напряжений и скоростей нагрева, что дозволило изучить влияние температуры, приложенных напряженки, скоростей нагрева, химического состава и структуры исследуемых материалов на параметры пластичности превращения при отпуске, разработка и реализация на основе полученных результатов технологических процессов.
Научная новизна. Еа примере углеродистых сталей 20, 30, 40, 45, У8А, УІ2А и легированных 40Х, 40X2 последовательно изучены закономерности пластичности превращения , связанное с диффузионным распадом мартенисита и имеющей место в процессе отпуска под действием внешних напряжений. Исследовано влияние на возникающую в таких случаях пластическую деформацию температуры, приложенного напряжения, скорости нагрева, химического состава и структуры исследуемых материалов.
Впервые показано, что деформация пластичности превращения по характеру температурной и скоростной чувстБНтелънсоти имеет сверхпластический характер.
Обнаружено, что сверхпластичность при отпуске исследуемых материалов проявляется не только непосредственно в процессе нагрева, но ж в широком даалазоне изотермических условий. Рассмотрены особенности влияния времени изотермической выдержки, режимов термической обработки, скорое ти _нагрева, величины напряжений на параметры такой сверхпластичностж..
Удалось экспериментально оценить ресурс собственно деформации пластичности превращения при различных стадиях распада мартенсита в закаленных сталях. Верхний предел этой деформации хорошо сопоставим с расчетным.
Сделан вывод о том, что основное отличие сверхпластической деформации при отпуске состоит в активизации диффузионными процессами высокой динамической активности носителей деформации.
Практическая значимость работы. Выявленные закономерности поведения сталей в процессе отпуска позволили разработать и реализовать способ неразъемного механического крепления твердых и сверхтвердых материалов в корпусах металлообрабатывающих инструментов, основанный на реализации процесса сверхпластичности при мартенситных реакциях. Изготовлена и испытана в промышленных условиях лартжя фильер и токарных резцов с закрепленными режущими элементами из композитов KDI, К02, ВК, T5KI0. Даны рекомендации по использованию эффекта пластичности превращения в сталях в машиностроении.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы долояены и обсуздены на УП Мендународном студенческом научнбм симпозиуме (ПНР, г.Зелена Іура, 1983), У Всесоюзной конференции "Получение и обработка материалов высоким давлением" (Минск, 1987), Объединенном заседании трех постоянных Всесоюзных семинаров "Дифракционные методы исследования искаженных структур", Актуальные проблемы прочности" и "Физико-технические проблемы поверхности металлов" (Череповец, 1988), Всесоюзных семинарах "Актуальные проблемы прочности" (Новгород, 1988; Окуловка, 1990), I еП Всесоюзном семинаре "Применение материалов с эффектом памяти форды" (Ленинград, 1985, 1989).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, содеряащего 173 наименования, изложена на ISO страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 8 таблиц.
