ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сверхпластичность и эффект памяти формы из "Высокомарганцовистые стали и сплавы " Из трех известных видов сверхпластичности наиболее полно изучена структурная сверхпластичность мелкодисперсных неполиморфных металлов и многофазных сплавов при температурах (0,5—0,85) Глл. и малой скорости деформации. [c.129] Что касается так называемой субкритической сверхпластичности, то в ряде работ отмечаются аномалии пластичности вблизи температуры фазового перехода на однокомпонентных материалах железе, кобальте, титане и уране. Данных по субкритической сверхпластичности сталей не так уж много. Она получила промышленное применение в виде изотермической штамповки инструмента из быстрорежущей стали после детального исследования опубликованного в работе А. П. Гуляева [160]. [c.129] В железомарганцевых сплавах кроме у а и уч е-пере-ходов наблюдается и двойная мартенситная реакция у- Е- а — влияние внешних напряжений на пластические свойства при этом превращении не изучено вовсе. Аномалии пластичности, возникающие как при так и у е-превращениях, казалось бы, могут быть усилены при двойном 7- -8- -а-переходе. Поэтому наряду с двухфазными (6+7)-сплавами был исследован трехфазный (ос-Ье-Ьу)-сплав, содержащий 14% Мп [163]. [c.130] Химический и фазовый состав, критические точки железомарганцевых сплавов Г16 (17% Мп), Г14 (14% Мп), Г20С2 приведены в табл. 11, 12. [c.130] Сплавы с 17 и 14% Мп — сплавы высокой чистоты вакуумной выплавки, сплав Г20С2 — промышленной выплавки. [c.130] Механические свойства в опытах на сверхпластичность изучали при растяжении на машине MTS в изотермических условиях с постоянной скоростью испытания 2 мм/мин. [c.130] Выдержка по достижении температуры деформации 15 мин. Диапазон температур выбирали таким образом, чтобы минимальная температура обеспечивала начало фазового перехода е- у, а максимальная — позволяла проследить за влиянием отпуска дефектной структуры аустенита. В связи с этим нагрев образца под нагрузкой осуществлялся в интервале температур 160—400 °С. [c.131] Г20С2 (см. рис. 50, а, 51, а). Температурная зависимость составляющих относительного удлинения, полученная на сплаве Г20С2, показывает, что величина равномерной деформации весьма велика и составляет 60—70% от относительного удлинения [4]. [c.132] При охлаждении сплава Г17 от 900 °С до температуры 170 °С предшествующей началу прямого 7- е-превращения наблюдается резкое повышение относительного удлинения (см. рис. 50, б). При этом за счет образования мартенсита охлаждения способность к сосредоточенной деформации снижается. По мере увеличения в структуре количества е-фазы характеристики прочности растут, а относительное удлинение уменьшается. [c.132] Сопоставление свойств при прямом и обратном мар-тенситном 7ч е-превращениях в сплавах Г17 и Г20С2 показывает, что аномалия пластичности в железомарганцевых сплавах при прямом 7- е-переходе в 3—5 раз больше, чем при обратном 8 7, что свидетельствует о различном механизме сверхпластичности при прямом и обратном мар-тенситном превращениях. Важной особенностью фазового 7ч=ь8-превращения является то, что оно происходит при относительно низких температурах и по бездиффузионному мартенситному механизму. Поэтому процессы диффузионного характера присущие классической структурной сверхпластичности,— перемещение зерен, рекристаллизация, рекомбинация дефектов, высокотемпературная ползучесть, малосущественны [4]. Величина деформаций во многом будет определяться ориентацией кристаллов новой фазы относительно внешнего напряжения [93]. При 7- е-перехо-де эффект от текстуры е-фазы должен быть выше [4]. [c.133] Механизм природы сверхпластичности разными авторами объясняется по разному ослаблением межатомных связей при внутренних превращениях, диффузионной высокотемпературной ползучестью, фазовой рекристаллизацией, снимающей искажения в кристаллической решетке, внутренними напряжениями, возникающими при образовании новой фазы [4]. [c.134] При г- у-превращении взаимодействие межфазных и внешних напряжений. Возможно на границах раздела е- и у-фаз происходят процессы, обусловленные либо градиентом микронапряжений от несимметрии исчезающей фазы, либо исчезновением ближнего магнитного порядка, что вызывает преждевременное разрыхление структуры и снижение сопротивления движению дислокаций [2, 4, 162]. Влияние температурно-силовых параметров. [c.135] Влияние температурно-силовых параметров деформации на аномалии свойств при 7ч=ье-превращении, фазовый состав и тонкую структуру железомарганцевых сплавов подробно представлено в работах [2, 4, 162]. Для исследования авторами указанных работ был выбран сплав Г20С2, так как он обладает наибольшей стабильностью е-фазы. Образцы для испытаний на растяжение и кручение изготавливали из листов промышленного производства. Испытание на кручение позволяло более прецизионно контролировать температуру ( 1°С) и деформацию ( 5-10 %) образца и полностью исключить дилатометрический эффект от фазового превращения из общей деформации сверхпластич-ности. Во всех случаях температура нагрева образца под нагрузкой не превышала 600 °С, так как даже минимальное напряжение при более высокой температуре вызывало ползучесть. [c.135] В этой части эксперимента, посвященной изучению влияния предыстории сплава, приложенного напряжения, температуры испытания и холодной деформации на величину эффекта сверхпластичности при у р е-превращении, рассматривали влияние названных факторов только на относительное удлинение [162]. [c.135] Эффект сверхпластичности в значительной мере зависит от предыстории сплава. В горячекатаном состоянии (см. рис. 51, б, кривая 1) явление сверхпластичности при фазовых превращениях под нагрузкой развивается в меньшей степени, чем в отожженном (см. рис. 51, б, кривая 2), хотя приложенное напряжение (200 МПа) и температура нагрева 400 °С в обоих случаях были одинаковыми. Различные режимы отжига (1000°С, 1 ч 1000°С, 1 ч+400°С, 1 ч 1000 °С, 1 ч+800°С, 1 ч) слабо влияют на величину сверхпластичности и температурный интервал обратного превращения, хотя по сравнению с горячекатаным образцом температурный интервал е- у-превращения у отожженного в два раза уже (см. рис. 51, б). [c.136] Горячекатаное и отожженное состояние отличаются прежде всего структурой, в чем, по-видимому, и заключается причина зависимости сверхпластичности от предварительной обработки сплава. Разное количество е-фазы и дефектов упаковки обусловливает различное число дислокационных барьеров для роста дефектов упаковки и построения кристаллов е-фазы [162]. [c.136] При нагреве 7-фазы после е- 7-превращения (рис. 56 кривая 1) протекают два противоположных процесса, которые существенно влияют на последующее т- -е-превраще-ние. Отпуск дефектной структуры, возникающей при фазовом наклёпе и наследуемой аустенитом, способствует развитию сверхпластичности при последующем у- е-прев-ращении. Пластическая деформация ползучести, увеличивая степень дефектности аустенита, препятствует развитию сверхпластичности при 7- 8-переходе. [c.139] При исследовании температурной зависимости деформации эксперимент [24] был поставлен таким образом, чтобы можно было разделить пластическую деформацию вследствие ползучести образца и отпуска дефектной структуры аустенита нагрев до 600 °С и охлаждение до 400 °С при напряжении 25 МПа охлаждение от 400 °С при напряжении 200 МПа (см. рис. 55, 56, кривая 3). Кривые 1 и 2 на рис. 55 получены при постоянном напряжений 200 МПа с различной температурой термоцикла 20 400 °С (1) и 20 fi 600° (2). При термоциклировании под нагрузкой оказалось, что деформация при обратном е- -7-прев-ращении несколько снижается при втором цикле, а затем стабилизируется деформация при прямом переходе y- -s непрерывно уменьшается. Уменьшение эффекта сверхпластичности при 7 е-переходах под напряжением свидетельствует о накоплении дефектов структуры. [c.139] Вернуться к основной статье