КОМПЛЕКСНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПУТЕМ ОБЪЕМНОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ
Создание материалов, обладающих оптимальным сочетанием свойств в тех или иных условиях эксплуатации, - одна из актуальных задач современного материаловедения. Среди наиболее эффективных методов повышения эксплуатационных свойств металлических материалов - уменьшение среднего размера зерна. Используя методы интенсивной пластической деформации равнокaнaльным угловым (РКУ) прессованием, можно добиться целенаправленного формирования нано- и субмикрокристаллических структур.
Ранее нами была исследована возможность применения комбинированной обработки холодным (при 20 °С) РКУ прессованием с последующим отжигом для получения объемных беспористых ультрамелкозернистых сплавов с нанокристаллическими элементами структуры. По результатам этих исследований были сделаны выводы о формировании при использованных режимах в ферритно-перлитной стали 09Г2С субмикрокристаллических и наноразмерных (первые десятки нанометров) элементов структуры. Получение субмикрокристаллической структуры, упрочненной наночастицами карбидов, обусловило достижение высокопрочного состояния стали 09Г2С: при режиме «холодное РКУП + отжиг при 350 °С» предел текучести и предел прочности увеличились втрое и составили соответственно 985 и 1400 МПа; относительное удлинение при этом снизилось до 3 % [1].
Цель данной работы - экспериментальное обоснование перспективности применения метода холодного РКУ прессования с последующим низкотемпературным отжигом для повышения комплекса эксплуатационных свойств (прочности, ударной вязкости, износостойкости) стали 09Г2С, в том числе при умеренно низких температурах.
Материал и методика эксперимента
Эксперименты проведены на широко используемой в условиях холодного климата стали 09Г2С. Для холодного РКУ прессования при 20 °С использовали цилиндрические образцы Ø20×80 мм; угол пересечения каналов 90°, число проходов 2. Образцы после РКУП отжигали в течение 1 часа при 350 и 450 °С.
Для определения ударной вязкости материала KCV использованы образцы Шарпи с размерами 5×10×55 по ГОСТ 9454-78; температуры испытаний 20° и -40 °С.
Испытания на износ в условиях трения скольжения проводились по схеме «диск-палец», граничная смазка - машинное масло. Контртело - диск Ø50 мм с газотермическим покрытием из порошка ПР-Н70Х17С4Р4. Нагрузка при испытаниях 170 Н, частота вращения вала 5 об/с. Массовый износ образцов замеряли поэтапно через определенное число циклов трения (всего 36000 циклов).
Основные результаты
При положительной температуре испытаний для всех ультрадисперсных состояний стали 09Г2С получено многократное увеличение ударной вязкости: значение KCV при 20 °С повысилось до 0,45-0,63 МДж∙м-2 против 0,22 МДж∙м-2 в исходном крупнозернистом состоянии; при -40 °С ударная вязкость сохранилась неизменной (в среднем, как и для исходного состояния, KCV = 0,13 МДж∙м-2).
Исследование трибологических свойств в условиях трения скольжения стали 09Г2С в зависимости от уровня дисперсности ее структуры показало, что появление наноразмерных карбидных частиц в субмикрокристаллической структуре значительно улучшило износостойкость: массовый износ и интенсивность изнашивания уменьшились более чем в 2 раза, причем на стадии приработки для материала, обработанного по режиму «холодное РКУП + отжиг при 350 °С», снижение массового износа составило 2,7 раза, интенсивности изнашивания - 3,4 раза. Повышение общей износостойкости при росте ее значения на стадии приработки считается более благоприятным с позиций трибологии.
Выводы. Нано-, субмикрокристаллические структуры, образующиеся в стали 09Г2С при холодном РКУ прессовании в сочетании с низкотемпературным отжигом, обеспечили технически значимое улучшение комплекса эксплуатационных свойств: прочности (до 3 раз), сопротивления хрупкому разрушению (при комнатной температуре ударная вязкость KCV повысилась в ~3 раза, при -40 °С сохранилась неизменной) и износу (массовый износ и интенсивность изнашивания снизились более чем в 2 раза).
Исследования выполнены при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований президиума РАН (проект 7.3).
Список литературы
- Яковлева С.П., Махарова С.Н. Механические свойства стали 09Г2С при низкотемпературном отжиге после холодного равнокaнaльного углового прессования // Изв. Самарского научного центра РАН. - 2010. - Т. 12, № 1. - С. 589-591.
Статья в формате PDF
115 KB...
18 04 2024 2:30:48
Статья в формате PDF
124 KB...
17 04 2024 20:46:36
Статья в формате PDF
127 KB...
16 04 2024 4:51:34
Статья в формате PDF
116 KB...
15 04 2024 16:34:20
Статья в формате PDF
123 KB...
14 04 2024 13:32:46
Статья в формате PDF
94 KB...
13 04 2024 1:57:23
Статья в формате PDF
174 KB...
11 04 2024 22:20:28
Статья в формате PDF
166 KB...
10 04 2024 10:37:14
Статья в формате PDF
140 KB...
09 04 2024 16:14:48
Статья в формате PDF
118 KB...
07 04 2024 13:52:43
Статья в формате PDF
249 KB...
06 04 2024 17:37:10
Статья в формате PDF
143 KB...
05 04 2024 1:56:41
Статья в формате PDF
82 KB...
04 04 2024 14:49:52
Статья в формате PDF
396 KB...
02 04 2024 21:11:17
Статья в формате PDF
113 KB...
31 03 2024 3:16:32
Статья в формате PDF
109 KB...
30 03 2024 3:17:55
Статья в формате PDF
93 KB...
29 03 2024 22:58:16
Статья в формате PDF
253 KB...
28 03 2024 16:38:13
Статья в формате PDF
120 KB...
27 03 2024 10:20:25
Статья в формате PDF
61 KB...
25 03 2024 15:11:30
Статья в формате PDF
131 KB...
22 03 2024 9:18:56
Статья в формате PDF
109 KB...
21 03 2024 18:36:47
Статья в формате PDF
108 KB...
20 03 2024 7:31:37
Статья в формате PDF
130 KB...
19 03 2024 10:12:35
Статья в формате PDF
258 KB...
18 03 2024 6:41:19
Статья в формате PDF
330 KB...
17 03 2024 19:41:53
В настоящей работе рассматриваются сложные иерархические системы «хищник -жертва - продуцент». В основу исследования таких систем положены достаточно хорошо известные экспериментальные данные, собранные компанией «Гудзонов залив» за более чем столетний период. На нижнем уровне сложной иерархической системы исследуется влияние солнечного потока на скорость роста продуцентов (деревьев, кустарников и т.д.). Показана возможность стохастических колебаний в многоуровневой системе. Подтверждена ранее высказанная гипотеза о возможности колебаний в системе «жертва -продуцент». Математическая модель описывает широкий спектр процессов и явлений, которые хаpaктерны для сложных экологических систем.
...
16 03 2024 3:56:58
Статья в формате PDF 99 KB...
14 03 2024 17:26:19
Статья в формате PDF
122 KB...
13 03 2024 12:19:54
Статья в формате PDF
219 KB...
12 03 2024 12:51:17
Статья в формате PDF
174 KB...
11 03 2024 21:32:47
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
