Трансформация неметаллических включений в стали при импульсном нагружении и нагреве

Abstract

RU: Цель работы – изучение фазовых и структурных превращений в неметаллических включениях при импульсном нагружении и последующем нагреве. Методика. Проводили динамическое нагружение образцов сталей по схеме метания тонкой пластины (давление 80…90 ГПа, скорость деформации 100 с-1 , время воздействия 1,5·10-6 с). После импульсного нагружения часть образцов подвергли отжигу или термоциклированию. Исследования проводили методами: металлографическим ("Neophot-21"), электронномикроскопическим (JSM-35), петрографическим, количественной металлографии («Квантимет»). Результаты. Исследованы особенности фазовых и структурных превращений в неметаллических включениях при импульсном нагружении и последующем нагреве (высокотемпературный отжиг, термоциклирование). Установлено, что взрывное воздействие, создающее напряжения вблизи включений, оказывают влияние на характер фазовых превращений при последующем нагреве. Научная новизна. Определены основные фазовые и структурные превращения в неметаллических включениях, проходящие в момент импульсного нагружения (полиморфные превращения, переход в нестабильное состояние, аморфизация, распад твердых растворов). Показано влияние взрывного воздействия на превращения во включениях при последующем высокотемпературном отжиге и термоциклировании (переход в более стабильное состояние, «расстекловывание», диффузионное дробление, выделение «сателлитных» частиц). Практическая значимость. Использование полученных результатов позволит разработать режимы импульсной обработки давлением, а также комплексной обработки (взрыв + высокотемпературный отжиг, термоциклическая обработка), позволяющие влиять на механические и эксплуатационные свойства сталей раличного назначения.

UK: Мета роботи – вивчення фазових і структурних перетворень у неметалевих включеннях за імпульсного навантаження і наступного нагрівання. Методика. Проводили динамічне навантаження зразків сталей за схемою метання тонкої пластини (тиск 80...90 ГПа, швидкість деформації 100 с-1 , час впливу 1,5 · 10-6 с). Після імпульсного навантаження частину зразків піддали відпалу або термоциклюванню. Дослідження проводили методами: металографічним ("Neophot-21"), електронномікроскопічним (JSM-35), петрографічний, кількісної металографії («Квантимет»). Результаты. Досліджено особливості фазових і структурних перетворень у неметалевих включеннях за імпульсного навантаження і наступного нагрівання (високотемпературний відпал, термоциклювання). Встановлено, що вибухова дія, яка створює напруження поблизу включень, впливає на характер фазових перетворень під час подальшого нагрівання. Наукова новизна. Визначено основні фазові і структурні перетворення в неметалевих включеннях, що відбуваються в момент імпульсного навантаження (поліморфні перетворення, перехід у нестабільний стан, аморфізація, розпад твердих розчинів). Показано вплив вибухової дії на перетворення у включеннях за подальшого високотемпературного відпалу і термоциклювання (перехід у більш стабільний стан, «розсклування», диффузійне дроблення, виділення «сателітних» частинок). Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволить розробити режими імпульсної обробки тиском, а також комплексної обробки (вибух + високотемпературний відпал, термоциклічна обробка), що дозволяють впливати на механічні та експлуатаційні властивості сталей різного призначення.

EN: Purpose. The goal of the work was to study phase and structural transformations in nonmetallic inclusions under pulsed loading and subsequent heating. Methodology. Dynamic loading of the samples of steels was carried out according to the scheme of throwing a thin plate (ihe pressure 80...90 GPa, the deformation rate was 100 sec-1 , the exposure time was 1,5 · 10-6 sec). After pulsed loading, some of the samples were annealed or thermal cycling. The studies were carried out by methods: metallographic ("Neophot-21"), electron microscopic (JSM-35), petrographic, quantitative metallography ("Quantimet"). Findings. The features of the phase and structural transformations in nonmetallic inclusions under pulsed loading and subsequent heating (high-temperature annealing, thermal cycling) were investigated. It has been found that the explosive action, which creates stresses near the inclusions, influence on the nature of phase transformations during subsequent heating. Originality. The main phase and structural transformations in nonmetallic inclusions that occur at the moment of pulsed loading (polymorphic transformations, transition to an unstable state, amorphization, decomposition of solid solutions) have been determined. The effect of explosive action on transformations in inclusions during subsequent high-temperature annealing and thermal cycling (transition to a more stable state, "devitrification", diffusion crushing, separation of "satellite" particles) was shown. Practical value. The use of the results obtained will make it possible to develop modes of pulsed pressure treatment, as well as complex treatment (explosion + high-temperature annealing, thermal cycling), which allow influencing the mechanical and operational properties of steels for various purposes.