Введение к работе
.'"
Актуальность работы. Решения ХХУІ сьезда КПСС и пленумов '. КПСС предусматривают развитие теоретических и экперименталь-эс исследований в области физики твердого тела, а также созда-:е и шіфокоє применение новых конструкционных материалов.
Хром и сплавы на его основе являются перспективными мате-іалами для конструкционных изделий, работающих в области вы-)ких температур, благодаря высокой жаростойкости, коррозион->й стойкости и небольшого удельного веса. В СССР имеются >льшие запасы хромовых руд.
Работоспособность материала при эксплуатации зависит от ізико-механических свойств хрома и сплавов на его основе, ко-зрые определяются структурным состоянием и распределением при-;сей. К началу выполнения настоящей работы в научной литера-фе не было достаточного количества экспериментальных данных распределении примесей между отдельными структурными элемен->ми материала, созданных при кристализации и пластической гформапии. Поэтому исследования методом внутреннего трения, Зладающего высокой чувствительностью к изменению структуры содержанию примесей внедрения в хроме и его сплавах с элемон-ами V А и V ША групп, дают значительную информацию о про-ессах, происходящих в вязко-хрупком переходе и при динамичес-ом деформационном старении. В настоящее время достигнуты
определенные успехи в понимании механизмов вязко-хрупкого перехода и динамического деформационного старения с применением теории дислокаций. Однако многие факторы формирования структуры, распределения примесей и влияния их на оптимальный комплекс свойств остаются неясными. Изучение физической природы низкотемпературной хрупкости и динамического деформационного старения сплавов хрома, нахсивдение способов повышения характеристик прочности и пластичности, разработка на этой основе новых сплавов является одной из основных проблем тугоплавких металлов. В связі с этим исследование влияния легирования на распределение примесей внедрения и на состояние границ зерен и субзерен, которые обуславливают формирование- оптимального комплекса свойств прочности и.пластичности в широком интервале температур, является актуальным как с точки зрения получения необходимой информации при создании физической картины о явлениях хладноломкости и динамического деформационного старения так и для разработки новых сплавов и технологии получения полуфабрикатов.
Цель работы. Установление закономерностей влияния распределения примесей и изменения структуры на низкотемпературнуї пластичность и прочность при высоких температурах хрома под воздействием легирования, термической обработки и деформации. Для решения поставленной задачи предполагалось: I. Исследовать физическую природу низкотемпературной
хрупкости сплавов хрома и на основании полученных данных наметить пути повышения их пластичности.
-
Установить общие закономерности влияния легирования на взаимодействие примесей с дислокациями, границами зерен и ячеек сплавов хрома.
-
Изучить влияние легирования, термической обработки на перераспределение примесей, низкотемпературную пластичность и прочность при высоких температурах сплавов хрома.
-
Изучить влияние условий пластической деформации и термической обработки на перераспределение примесей, структуру и механические свойства сплавов хрома при получении листа, фольги я сутунки.
-
Создать высоковакуумную установку для измерения внутрен-гего трения.
Научная новизна. При решении поставленной задачи получены іледующие научные результаты:
I. Проведено систематическое исследование влияния деформа-ии, термообработки й легирования на температуру хрупкого пере-ода и высокотемпературную прочность хрома и сплавов на его снове. Показано, что распределение примесей внедрения между гдельными элементами структуры оказывает существенное влияние і низкотемпературную пластичность и динамическое деформационное гарение.
2..Впервые исследовано взаимодействие дислокаций с приме-
сями, состояние границ зерен и ячеек в двойных, тройных и более сложных сплавов хрома с элементами V А и VIM групп. Установлено, что легирование, пластическая деформация и термическая обработка оказывают влияние на подвижность дислокаций, состав и свойства границ.
3. Впервые установлено, что легирование 0,35 - 0,5 мас.% Ней 0,04 - 0,06 мас.%2г спіч ва Сч - 0,2 - 0,7 u&c.%L&i 0,1 -0,3 мас.? Та ; 0,3 - I Mac.^V уменьшает концентрацию примесей внедрения в твердом растсэре, их сегрегацию па дислокациях, границах зерен, субзерен и значительно повышает низкотемпературную и технологическую пластичность.
4. Впервые изучены закономерности формирования структуры при пластической деформации и термической обработке малолегированных сплавов u-io-To-V и (п.'1а-Та - ?г, определены влияния структуры и распределения примесей на механизмы деформации и разрушения.
Практическое значение. Экспериментальные данные, полученные в настоящей работе, расширяют представления о процессах вязко-хрупкого перехода и высокотемпературной прочности, установлено влияние на них границ зерен и субзерен, распределение примесей внедрения и их взаимодействие с дислокациями и границами зерен, субзерен, при изменении состава и структурного состояния материала.
Установленные закономерности формирования структуры и вэаи-
модействия примесей с дислокациями и границами субзерен и зерен позволили управлять процессом перераспределения примесей и легирующих элементов и явились основой для целенаправленного влияния на физико-механические свойства сплавов на хромовой основе я были использованы для разработки сплавов и выборов режимов пластической деформации при получении листа, сутунки и фольги. Разработан сплав хрома и технология получения листа, сутунки и фольги без применения стальных оболочек и обойм. ЕЬгводы и результаты диссертации внедрены в отчетах ИПМ АН УССР. Директор ИПЫ АН УССР - академик Трефилов В.И. находится в плагиате по А.с. f II59345 /СССР/ "Сплав на основе хрома", что подтверждается документами в ВНИИГЮ.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Легирование, термическая обработка и пластическая деформация оказывает существенное влияние на вязко-осрупкий переход и высокотвмпературнув прочность, которые связаны с распределением примесей внедрения в хроме и их взаимодействием с дислокациями и границами зерен и субзерен.
-
Легирование хрома редкоземельными елементами -и металлами VA и УША групп и последующая пластическая деформация
и термообработка изменяют характер распределения примесей внедрения, сучественно влияют на состояние границ зерен, субзерен и га процессы взаимодействия с дислокациями..,
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на шести конференциях и совещаниях: ХІУ научно-технической конференции молодых исследователей и аспирантов института проблем материаловедения АН УССР (Киев, 1980 г.); научно-технической конференции молодых исследователей и аспирантов института проблем материаловедения АН УССР (Киев, 1981 г.); Республиканской конференции "Механико-термическая обработка и субструктурное упрочение металлов" (Киев, 1981г.); Ш Есесовзном сеіпнаре "Структура и свойства границ зерен" (Черноголовка, 1901 г.); Всесоюзной .совещании "Физико-химические основы жаропрочности металлических материалов" (Москва, IS0I г.); Совеаании по механизмам внутреннего тревия в твердых телах (Кутаиси, 1962 г.).
Публикации. По результатам работы опубликовако 3 статьи и получено 3 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и библиографического списка. Работа содержит I7S страниц текста, 55 иллюстраций, 13 таблиц. Библиографический список насчитывает 133 наименований.
