Равноканальное угловое прессование и экструзия низкоуглеродистой стали
Аннотация
Представлена комбинированная обработка низкоуглеродистой стали Ст3сп посредством равноканального углового прессования и экструзии. Показано повышение прочности стали в результате комбинированной обработки. При этом низкая температура (213 К) испытания образцов из упрочненной стали на одноосное растяжение практически не влияет на изменение её прочности, тогда как для стали в исходном состоянии понижение температуры оказывает влияние на рост значений этих характеристик. Выполнено описание механизмов разрушения на основе анализа фрактограмм изломов образцов. Качественное отличие в механизме разрушения стали до и после комбинированной обработки не установлено. Разрушение образцов из стали Ст3сп в исходном и упрочненном посредством РКУП и экструзии состояниях вязкое с образованием ямок путем слияния микропор.
Ключевые слова
сталь,
равноканальное угловое прессование,
экструзия,
прочность,
пластичность,
температура,
образец,
разрушение,
фрактограмма,
излом
При поддержке: Исследование выполнено в рамках научного проекта № III.28.1.1 по программе III.28.1 СО РАН.
Об авторе
Афанасий Михайлович Иванов
Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН
Россия
Россия
ИВАНОВ Афанасий Михайлович – к.т.н., в.н.с.
Список литературы
1. Иванова В.С., Гордиенко Л.К. Новые пути повышения прочности металлов. М.: Наука, 1964. 118 с.
2. Гуляев А.П. Структурные изменения при термомеханической обработке стали и их влияние на механические свойства / Металловедение и термическая обработка металлов. 1965. № 11. С. 9–17.
3. Бернштейн М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. Т. 1. М.: Металлургия, 1968. 596 с.
4. Григорьев А.К., Коджаспиров Г.Е. Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве. М.: Машиностроение, Л.О., 1985. 143 с.
5. Григорьев Р.С., Сосин Т.С., Степанов В.П., Яковлев П.Г. Термопластическое упрочнение как перспективное направление в создании высокопрочных материалов / Научнотехнический прогресс и физико-технические проблемы Севера. Якутск, 1972. С. 68-87.
6. Бриджмен П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. М.: Издво иностранной литературы. 1955. 444 с.
7. Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И., Павлик Д.А., Малышев В.Ф. Процессы пластического структурообразования металлов. Минск: Навука i тэхнiка. 1994. 231 с.
8. Valiev R.Z., Zhilyaev A.P., Langdon T.G. Bulk Nanostructured materials: Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons. 2014.
9. Salishchev G.A., Valiakhmetov O.R., Galeyev
10. R.M. Formation of submicrocrystalline structure in the titanium alloy VT8 and its influence on mechanical properties / Journal of Materials Science. 1993. Vol. 28. Issue 11. P. 2898 2902.
11. Zhu Y.T., Jiang H., Huang J., Lowe T.C. A new route to bulk nanostructured metals / Metallurgical and Materials Transactions A. 2001. Vol. 32. P. 15591562.
12. Sastri Sh.M.L., Dobatkin S.V., Sidorova S.V. Formation of submicrocrystalline structure in 10GFT steel with cold equal-channel angular pressing and subsequent heating / Russian Metallurgy. 2004. No. 2. P. 129134.
13. Лотков А.И., Гришков В.Н., Дударев Е.Ф., Гирсова Н.В., Табаченко А.Н. Формирование ультрамелкозернистого состояния, мартенситные превращения и неупругие свойства никелида титана после «abc»-прессования / Вопросы материаловедения. 2008. № 1(53). С. 161165.
14. Stolyarov V.V. Features of deformation behavior at rolling and tension under current in TiNi alloy / Reviews on Advanced Materials Science. 2010. Vol. 25. P. 194202.
15. Li L., Virta J. Ultrahigh strength steel wires processed by severe plastic deformation for ultrafine grained microstructure / Materials Science and Technology. 2011. Vol. 27. No. 5. P. 845-862.
16. Maier G.G., Astafurova E.G., Maier H.J., etc. Annealing behavior of ultrafine grained structure in low-carbon steel produced by equal channel angular pressing / Materials Science and Engineering A Structural Materials Properties Microstructure and Processing. 2013. Vol. 581. No. 1. P. 104107.
17. Donic T., Martikán M., Hadzima B. New unique ECAP system with ultrasound and backpressure / 2014 IOP Conf. Ser.: Materials Science and Engineering. 63. 012047
18. (http://iopscience.iop.org/1757-899X/63/1/012047).
19. Park K-T., Park L., Kim H.J., Kim S.B., Lee
20. C.S. Analysis on dynamic tensile extrusion behavior of UFG OFHC Cu / 2014 IOP Conf. Ser.: Materials Science and Engineering. 63. 012144 (http://iopscience.iop.org/1757-899X/63/1/012144).
21. Valiev R.Z., Langdon T.G. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement / Progress in Materials Science. 2006. Vol. 51. Issue 7. P. 881–982.
22. Helmig R.J., Janacek M., Hadzima B.,Gendelman O.V., Shapiro M., Molodova X., Springer A., Estrin Y. A Portrait of copper processed by equal channel angular pressing / Materials Transactions. 2008. Vol. 49. No. 1. P. 31–37.
23. Zehetbauer M.J., Stüwe H.P., Vorhauer A., Schafler E., Kohout J. The Role of Hydrostatic Pressure in Severe Plastic Deformation. In: Nanomaterials by Severe Plastic Deformation: Proc. Of the 2nd International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation. Fundamentals – Processing – Application. (Vienna, Austria, 913 December 2002). Weinheim, Germany: WileyVCH. 2004. P. 435446.
24. Ivanov A.M., Ugurchiev U.H., Stolyarov V.V., Petrova N.D., Platonov A.A. Intense plastic deformation of structural steel / Steel in Translation. 2012. Vol. 42. No. 6. P. 495–498.
25. Иванов А.М., Сыромятникова А.С., Петрова Н.Д. Упрочнение интенсивной пластической деформацией и разрушение конструкционной стали / Упрочняющие технологии и покрытия. 2012. № 3. С. 39–42.
26. Иванов А.М., Петрова Н.Д., Лепов В.В. Влияние экструзии и винтового прессования на структуру и механические свойства низколегированной стали / Наука и образование. 2015. № 4 (80). С. 8790.
27. Иванов А.М., Коваленко Н.Д., Рааб Г.И. Влияние комбинированного воздействия экструзией и винтовым прессованием на механические свойства низкоуглеродистой стали при низкой температуре / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Том 84. № 1(I). С. 6670.
28. Коваленко Н.Д., Иванов А.М. Механические свойства и механизм разрушения экструдированной низкоуглеродистой стали при низкой температуре / Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. № 3. С. 424428.
29. Серебряный В.Н., Добаткин С.В. Возможности повышения пластичности и деформируемости магниевых сплавов с использованием методов интенсивной пластической деформации. Часть 1. Влияние структуры (Обзор) / Материаловедение. 2013. № 12. С. 1326.
30. Серебряный В.Н., Добаткин С.В. Возможности повышения пластичности и деформируемости магниевых сплавов с использованием методов интенсивной пластической деформации. Часть 2. Влияние текстуры (Обзор) / Материаловедение. 2015. №11. С. 922.
31. Иванов А.М. Прочность и механизм разрушения низколегированной стали, подвергнутой комбинированной деформационной обработке / Материаловедение. 2018. № 2. С. 1317.
Рецензия
Для цитирования:
Иванов А.М. Равноканальное угловое прессование и экструзия низкоуглеродистой стали. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2018;23(1):60-66.
For citation:
Ivanov A.M. Equal channel angular pressing and extrusion of low-carbon steel. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2018;23(1):60-66. (In Russ.)
Просмотров:
9
Послать статью по эл. почте 