Исследование микроструктуры и механических свойств, формирующихся в процессе равноканального углового прессования углеродистых конструкционных сталей

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СТРУКТУРООБРАЗОВАН ИЯ И СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ, ПОДВЕРГНУТЫХ РАВНОКАНАЛЬНОМУ УГЛОВОМУ ПРЕССОВАНИЮ. П
1.1 Особенности деформационного измельчения структуры металлических материалов методами интенсивной пластической деформации.
1.2 Равноканальное угловое прессование как перспективный процесс получения объемных ультрамелкозернистых материалов.
1.3 Особенности микроструктуры и механических свойств металлических материалов, полученных методом равноканального углового прессования
1.4 Постановка цели и задач исследования.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Материалы исследования и методика равноканального углового прессования
2.2 Методика светового микроскопического анализа.
2.3 Методика растрового электронномикроскопического анализа
2.4 Методика просвечивающего электронномикроскопического
анализа
2.5 Методика фрактографического анализа
2.6 Методика количественного анализа.
2.7 Методика измерения микротвердости
2.8 Методика определения механических свойств при испытаниях на растяжение.
2.9 Методика проведения испытаний при динамических
нагрузках
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В УГЛЕРОДИСТЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЯХ В ПРОЦЕССЕ РАВ1ЮКАНАЛЫЮГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ
3.1 Исследование особенностей микроструктуры углеродистой конструкционной стали марок и в исходном состоянии перед равноканальным угловым прессованием.
3.2 Исследование закономерностей структурообразования в процессе равноканального углового прессования углеродистой конструкционной стали марок и .
3.2.1 Результаты светового микроскопического анализа структуры углеродистых конструкционных сталей при равноканальном угловом прессовании и их обсуждение.
3.2.2 Результаты растрового электронномикроскопического анализа структуры углеродистых конструкционных сталей при равноканальном угловом прессовании и их обсуждение
3.2.3 Результаты дифракционного электронномикроскопического анализа структуры углеродистых конструкционных сталей при равноканальном угловом прессовании и их обсуждение
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. КОЛИЧЕСТВЕ П1ЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ УГЛЕРОДИСТОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ МАРОК И , ФОРМИРУЮЩЕЙСЯ В ПРОЦЕССЕ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАИЯ.
4.1 Количественная оценка ширины и объемной доли деформационных полос в микроструктуре исследуемых сталей
4.2 Количественная оценка размеров и объемной доли фрагментов в микроструктуре исследуемых сталей.
4.3 Количественная оценка параметров перлитной составляющей в микроструктуре исследуемых сталей.
Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННОЙ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ МАРОК И , ФОРМИРУЮЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ РАВНОКАНАЛЬНОГО
УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ, И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С
КОЛИЧЕСТВЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ МИКРОСТРУКТУРЫ
5.1 Закономерности формирования механических свойств стали марок и при изменении степени деформации в процессе равноканального углового прессования.
5.2 Анализ характера поверхности разрушения образцов стали марок и , полученных при различной степени деформации при равноканальном угловом прессовании.
5.3 Рекомендация к практической реализации
Выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы в области материаловедения достигнуты большие успехи в получении и использовании материалов с нано размер зерна менее 4 0 нм и ультрамелкозернистой УМЗ размер зерна менее нм струк
турой, сформированной методами интенсивного пластического деформирования ИНД. Значительный интерес к последним обусловлен тем, что их конструкционные и функциональные свойства существенно отличаются от свойств крупнозернистых аналогов, причем более сильные изменения наступают в диапазоне размеров кристаллитов 0 нм 15. Хорошо известно, что такие материалы обладают не только уникальными физикохимическими свойствами, но и весьма высокими механическими свойствами прочностью, пластичностью, износостойкостью. В связи с этим актуальной задачей современного материаловедения становится исследование материалов с УМЗ структурой.
Для получения беспористых объемных материалов с УМЗ структурой с размером зерна менее нм наиболее результативным способом деформационного измельчения структуры является равноканальное угловое прессой вание РКУГ1 69. Этот метод был предложен еще в г. профессором В.М. Сегалом и развит в середине х годов Р.З. Валиевым. РКУГТ исключает конечное формоизменение заготовки и обеспечивает большие степени де
формации без разрушения материла, что практически невозможно другими методами ИПД.
Однако на сегодняшний день получение изделий из конструкционных материалов с УМЗ структурой в объемах промышленного производства остается трудновыполнимой задачей . Использование таких материалов в металлургической промышленности ограничено слабым знанием их полного комплекса механических и эксплуатационных свойств. Несмотря на большое число публикаций по тематике, связанной с исследованием структуры и свойств УМЗ металлов, отмечается, что в настоящее время не существует
строгого формального описания изменения их строения и свойств при ИПД, до сих пор недостаточно изученными остаются процессы и механизмы их формирования 4.
Кроме того, изза сложности проведения деформации для исследований в основном выбираются относительно пластичные металлы медь, алюминий, никель и их сплавы. Что касается исследований по РКУП сталей, то они преимущественно посвящены изучению сталей с одной структурной составляющей ферритом, аустенитом или перлитом. Многие вопросы о влиянии РКУП на изменение структуры ферритоперлитных сталей остаются открытыми. В тоже время перспективы практического использования сталей с УМЗ структурой требует более полных сведений как об их механических свойствах, так и о механизмах формирования этих свойств. В наибольшей степени это касается низко и среднеуглеродистых сталей, применение которых для изготовления продукции с высоким комплексом механических свойств традиционными технологиями не всегда возможно.
В связи с выше сказанным актуальной является задача изучения закономерностей структурных изменений в низко и среднеуглеродистых сталях в ходе единичного цикла деформирования при РКУП, а также установления связей между степенью деформации и структурным состоянием материала, так как это позволило бы существенным образом продвинуться в понимании протекающих процессов и прогнозировать комплекс механических свойств заготовки, полученной методом РКУП. Внедрение новых технологий производства металлических изделий с использованием метода РКУП позволит достичь высокого качества и устойчивого уровня рыночной конкурентоспособности выпускаемой продукции .
Актуальность