Особливості руйнування гетерофазних включень типу «тугоплавка фаза, що оточена легкоплавкою оболонкою» при деформації сталей

Abstract

UK: Мета. Вивчення особливостей зародження тріщин в гетерофазних включеннях типу «тугоплавка фаза, що оточена легкоплавкою оболонкою» при деформації сталей.Методика. Руйнування гетерофазних включень різних типів досліджували при деформації зразків зі сталей 08Т, 08Ю, 12ГС, 08кп, 09Г2С, НБ-57, 08ГСЮТФ в інтервалі температур 20...1200 °С.Зразки сталей піддавали розтягуванню, стиску та згину у вакуумі при температурах 20...1200°С на установках Инстрон-1195 и ИМАШ-5С зі спеціальними захватами, швидкість переміщення яких становила 20 мм/хв.Застосовували методи дослідження – петрографія та оптична мікроскопія (Неофот-21).Результати. Встановлено, що в процесі деформації сталей за різними температурними режимами мікротріщини, що зароджуються поблизу гетерофазних включень типу «тугоплавка фаза, що оточена легкоплавкою оболонкою» можуть бути крихкими та в'язкими. При цьому велика роль рівня пластичності фаз, що становлять включення, яка залежить від температури деформації. Показано особливості зародження мікротріщин для різних поєднань пластичних та недеформованих фаз включень. Проаналізовано взаємодію гетерофазних включень та сталевої матриці при деформації. Встановлено, що зародження та поширення мікротріщин у межах включень типу «тугоплавка фаза, оточена легкоплавкою оболонкою» відбувається як у фазах, так і вздовж внутрішніх міжфазних границь.Наукова новизна.Встановлено особливості зародження мікротріщин, пов'язаних з гетерофазними включеннями типу «тугоплавка фаза, що оточена легкоплавкою оболонкою», які мають різне поєднання крихких та пластичних фаз при деформації сталей.Показано, що критичні ступені деформації зразків, при досягненні яких виникали помітні мікротріщини вздовж внутрішніх міжфазних границь, залежать від температури та природи фаз включень.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 при обробці сталей тиском та експлуатації виробів.

EN: Purpose.The aim of the work was to study of the peculiarities of crack initiation in heterophase inclusions of the "high-meltingphase surrounded by a low-melting shell" type during deformation of steels.Methods. The destruction of heterophase inclusions of various types was investigated during deformation of specimens from steels 08T, 08Yu, 12GS, 08kp, 09G2S, NB-57, 08GSYuTF in the temperature range 20...1200 °C [1; 5].Samples of steels were subjected to tension, compression and bendingin vacuum at temperatures of 20...1200 °C on Instron-1195 and IMASH-5C with special grippers, the movement speed of which was 20 mm / min.Methods of investigation –petrography and optical microscopy (Neophot-21) were used. Results.It was found that in the process of deformation of the steels in different temperature regimes, microcracks originating near heterophase inclusions of the "high-melting phase surrounded by low-melting shell" type can be brittle and ductile. In this case, the role of the level of plasticity of the phases making up the inclusion, which depends on the deformation temperature, is important. The features of microcrack initiation are shown for different combinations of plastic and non-deformable phases of inclusions. The interaction of heterophase inclusions and a steel matrix during deformation is analyzed. It has been established that the nucleation and growth of microcracks within inclusions of the "high-meltingphase surrounded by a low-melting shell" type occurs both in the phases and along the internal interphase boundaries.Scientific novelty.Specific features of the initiation of microcracks associated with heterophase inclusions of the " high-meltingphase surrounded by a low-melting shell" type, which have a different combination of brittle and plastic phases during deformation of steels, have been established.It is shown that the critical degrees of deformation of the samples, upon reaching which noticeable microcracks appeared along the internal interphase boundaries, depend on the temperature and the nature of the phases of the inclusions.Practical significance.The use of the results obtained will make it possible to develop technologies for producing steels with regulated types of heterophase nonmetallic inclusions, which will significantly increase their technological and operational characteristics, as well as prevent the formation of various kinds of defects during the processing of steels by pressure and the operation of products.