Особливості розвитку просковзування уздовж границь гетерофазне включення «тугоплавка фаза, оточена легкоплавкою оболонкою» - матриця сталі

Abstract

UK: Мета дослідження − вивчення особливостей просковзування на міжфазних границях гетерофазне включення «тугоплавка фаза, оточена легкоплавкою оболонкою» − матриця сталі в інтервалі температур гарячої деформації. Методика. Зразки сталей 08Т, 08Ю, 12ГС, 08кп, 09Г2С, НБ-57, 08ГСЮТФ піддавали розтягуванню за температур 20…1 200 °С у вакуумі на пристрої ІМАШ-5С зі спеціальними захватами, швидкість переміщення яких становила 20 мм/хв. Застосовували методи дослідження: петрографія, мікрорентгеноспектральний аналіз («Cameca MS-46, Nanolab-7», оптична мікроскопія (Neophot-21). Результати. Встановлено, що різноманітність фаз, які становлять гетерофазні включення типу «тугоплавка фаза, що оточена легкоплавкою оболонкою», викликає їх різну поведінку за пластичної деформації. Показано, що за умов високотемпературної деформації міжфазні границі включення − матриця, що є границями між фазою-оболонкою включень та сталевою матрицею, проявляють пластичність у результаті просковзування. Встановслено, що залежно від рівня пластичності фаз, які становлять включення, просковзування відбувається з різною інтенсивністю. Проаналізовано особливості процесу просковзування для гетерофазних включень типу «тугоплавка фаза, оточена легкоплавкою оболонкою». Наукова новизна. Обговорюється механізм просковзування для включень типу «тугоплавка фаза, оточена легкоплавкою оболонкою», які містять фази з різним рівнем пластичності, пов'язаний з рухом власних міжфазних дислокацій на ділянках границь включення − матриця (власне просковзування) або внесених дислокацій, а також із контактним тертям і внутрішнім тертям, що виникає в границях за рухом дислокацій. Показано, що активізація просковзування може відбуватися завдяки перебудовам дефектів, які знаходяться на міжфазних границях включення − матриця сталі. Встановлено, що відмінність природи фаз-оболонок, а також вплив другої фази включень «тугоплавка фаза, оточена легкоплавкою оболонкою» сприяють розрізненню пластичності границь включення − матриця сталі за високотемпературної деформації. Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволить розробити технології отримання сталей з регламентованими видами гетерофазних неметалевих включень, що дозволить суттєво підвищити їх технологічні та експлуатаційні характеристики, а також запобігти утворенню різноманітних дефектів під час обробки сталей тиском та експлуатації виробів.

EN: Purpose. To study features of slippage at the interphase boundaries, heterophase inclusion “refractory phase surrounded by a low-melting shell” − steel matrix in the temperature range of hot deformation. Methods. Samples of steels were subjected to stretching at temperatures of 20...1 200 °C in a vacuum on the IMASh-5S device with special grippers, the speed of which was 20 mm/min. Research methods were used: petrography, micro-X-ray spectral analysis (“Cameca MS-46, Nanolab-7”, optical microscopy (Neophot-21). Results. It was found that the diversity of phases composing the heterophase inclusions of the “high-melting phase surrounded by a low-melting shell” type leads to their different behavior under plastic deformation. It was shown that during the high-temperature deformation the inclusion − matrix interphase boundaries, which are the boundaries between the inclusion-shell phase and the steel matrix, exhibit plasticity as a result of slipping. It was found that depending on the plasticity level of the phases composing the inclusion, the slipping occurs with different intensity. The features of the slipping process for heterophase inclusions of the “high-melting phase surrounded by a light-melting shell” type were analyzedScientific novelty. It is discussed the slipping mechanism for inclusions of the “high-melting phase surrounded by a low-melting shell” type containing phases with different plasticity levels, which is associated with the movement of interface dislocations at the inclusion − matrix boundaries (intrinsic slipping) or inserted dislocations as well as with contact friction and internal friction occurring at the boundaries due to the dislocation movement. It is shown that the activation of the slipping can occur due to the rearrangements of defects located at the interphase boundaries of the inclusion − matrix of steel. It was established that the difference in the nature of the phases-shells, as well as the influence of the second phase of inclusions “high-melting phase surrounded by a low-melting shell” contribute to difference in plasticity of inclusionmatrix boundaries of steel under high-temperature deformation. Practical value. The use of the obtained results will make it possible to develop technologies for producing steels with regulated types of heterophase non-metallic inclusions, which will significantly increase their technological and operational characteristics, as well as prevent the formation of various defects during the processing of steels by pressure and the operation of products.