КОМПЛЕКСНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПУТЕМ ОБЪЕМНОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ

Авторы
Файлы

Яковлева С.П. Махарова С.Н. Мордовской П.Г. Борисова М.З. Статья в формате PDF 251 KB

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.

ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В РАЙОНЕ МАРИИНСКОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ

Статья в формате PDF 279 KB...

12 08 2026 19:48:26

АНАТОМО-ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕГИОНАРНЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ ОРГАНОВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Статья в формате PDF 119 KB...

11 08 2026 19:55:55

ПРИМЕНЕНИЕ МОНОКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ К В-ЛИМФОЦИТАМ ПРИ РЕВМАТОИДНОМ АРТРИТЕ

Статья в формате PDF 140 KB...

10 08 2026 1:15:29

ЦИКЛИЧНОСТЬ И АСИНХРОННОСТЬ СТРУКТУРНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПОДЧЕЛЮСТНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 242 KB...

09 08 2026 23:52:44

СОЗДАНИЕ РЕЦЕПТУРНОЙ КОМПОЗИЦИИ КОМБИНИРОВАННОГО МЯСНОГО ПРОДУКТА

Статья в формате PDF 253 KB...

08 08 2026 2:45:55

О НЕОБХОДИМОСТИ И УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УПРАВЛЕНИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ЦЕНТРОВ ГИГИЕНЫ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ

Статья в формате PDF 141 KB...

07 08 2026 0:47:46

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ КОММЕРЧЕСКИХ БАНКОВ ПРИ ИНВЕСТИЦИОННОМ КРЕДИТОВАНИИ

Статья в формате PDF 124 KB...

06 08 2026 4:56:51

АНОМАЛИИ ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

С целью проверки космологических и геологических теорий всё больший интерес вызывают измерения аномалий: увеличение радиусов орбит планет, увеличение радиусов планет, замедление вращения планет. Технические возможности таких измерений имеются. Эмпирическая Теория Вселенной позволяет легко вычислять указанные аномалии. В статье показан метод расчёта аномалий и некоторые результаты для планет Солнечной системы. Сравнение расчёта с уже имеющимися измерениями (удаление Луны от Земли, удаление Земли от Солнца, замедление вращения Земли) показывает хорошее согласие расчёта и измерения. ...

05 08 2026 15:40:49

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПИТАНИЯ СТУДЕНТОВ

Статья в формате PDF 150 KB...

04 08 2026 13:54:39

К ВОПРОСУ О ПСИХИЧЕСКОМ ЗДОРОВЬЕ

Статья в формате PDF 101 KB...

03 08 2026 11:15:43

К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА НА ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА В ШИНЕ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Исследованы вопросы влияния давления, относительной влажности и температуры атмосферы на давление воздуха в шине 175/70R13 легкового автомобиля ВАЗ на основании данных ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» по постам (станциям) о температуре воздуха, относительной влажности и атмосферном давлении на уровне станции по природно – климатическим поясам России. Вопросы влияния климатических хаpaктеристик на давление в автомобильных шинах рассмотрены для летнего периода, который является наиболее нагруженным в году периодом в плане эксплуатации автомобиля. Исследования выполнены методом случайной выборки с использованием данных срочных наблюдений по постам Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Изменения давления в шине в течение рабочей смены значительно влияют на управляемость, надежность и экономическую эффективность эксплуатации автотрaнcпорта. ...

02 08 2026 17:16:58

АНТИАРИТМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АНИЛОКАИНА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ЖЕЛУДОЧКОВЫХ НАРУШЕНИЙ СЕРДЕЧНОГО РИТМА

Статья в формате PDF 119 KB...

01 08 2026 3:53:18

ПРОЕКТНЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ: СИСТЕМАТИЗИРОВАННОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ

Статья в формате PDF 447 KB...

31 07 2026 16:35:57

ПРИНЦИП «НИГИЛИЗМА» В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ВУЗА

Статья в формате PDF 107 KB...

30 07 2026 10:47:15

ПОДГОТОВКА СПОРТСМЕНОВ-ГИРЕВИКОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ ВОЕННОГО ВУЗА

Статья в формате PDF 117 KB...

29 07 2026 3:54:52

НАРУШЕНИЕ ЛИПИДНОГО ГОМЕОСТАЗА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ПИЕЛОНЕФРИТОМ

Статья в формате PDF 125 KB...

28 07 2026 4:57:38

ЭФФЕКТИВНА ЛИ ИНТЕГРАЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ В РОССИИ?

Статья в формате PDF 223 KB...

27 07 2026 2:55:47

СЛЕПАЯ КИШКА У БЕЛОЙ КРЫСЫ

Статья в формате PDF 253 KB...

26 07 2026 3:40:35

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТОВ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ДОЗ ТИРОКСИНА НА АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ФЕРМЕНТОВ МИТОХОНДРИЙ ПРИ НЕЙРОГЕННОМ И РАДИАЦИОННОМ СТРЕССЕ

Статья в формате PDF 258 KB...

25 07 2026 6:55:25

КОЖНАЯ МИКРОЦИРКУЛЯЦИЯ У БОЛЬНЫХ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ И ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ

Статья в формате PDF 112 KB...

24 07 2026 15:41:49

ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ВЕКТОРНАЯ МОДЕЛЬ ЗДОРОВЬЕСОЗИДАЮЩЕГО ПОТЕНЦИАЛА ЛИЧНОСТИ

В данной статье осуществлены анализ и обощение зарубежных психологических концепций, объясняющих активность человека в отношении своего здоровья, и на этой основе дано авторское определение понятия «здоровьесозидающий потенциал личности». Особое внимание авторы уделяют рассмотрению структуры здоровьесозидающего потенциала, описанию психологических механизмов его формирования и выявлению закономерностей его развития в различные возрастные периоды. Авторами впервые представлена и научно обоснована векторная модель здоровьесозидающего потенциала личности, показаны её возможности при выявлении психологических детерминант, влияющих на показатели целостного здоровья человека. ...