ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Аномалии изменения механических свойств и тонкая структура железомарганцевых сплавов из "Высокомарганцовистые стали и сплавы " Вопросы создания новых материалов могут быть эффективно решены только на базе исчерпывающих представлений о процессах, происходящих в структуре при деформации и фазовых превращениях. [c.168] Возникающая при пластической деформации сплавов на основе железа дислокационная структура аустенита изучалась главным образом с точки зрения ее влияния на развитие мартенситного превращения. Работы, устанавливающие связь между тонкой структурой деформации и уровнем механических свойств железомарганцевых сплавов, отсутствуют. В чем же причина такого различного поведения сплавов, имеющих одинаковый фазовый состав до деформации, под влиянием деформации Прежде всего была исследована тонкая структура в исходном состоянии и после деформации тех сплавов, где наблюдается резкое изменение свойств пластичности (сплавы Г17 и Г29 высокой чистоты), прочности (сплав Г24 высокой чистоты) и сопоставлены между собой сплавы двух уровней чистоты выплавки, расположенные на границе (e+v)- и 7-06-ластей (Г29 высокой чистоты и Г24 — промышленной). [c.168] Механизм деформации сплавов с 17 и 29% Мп исследовали по изменению их структуры в зависимости от степени деформации. Начинали с деформации —1%, когда образуется небольшой плотности дислокации деформации. [c.168] Сплав Г17 высокой чистоты в исходном состоянии двухфазный (е+7), доминирующей фазовой в нем является е-мартенсит, 85%. Электронномикроскопически выявляются пластины е-мартенсита разной толщины, аустенит с большим числом дефектов упаковки (рис. 66, а). [c.168] В исходном состоянии и при малых степенях деформации в аустените можно наблюдать трехмерную полностью срелаксированную сетку двойников и дефектов упаковки (см. рис. 66, а). С увеличением степени деформации до 5% (рис. 66, б) дислокационная структура матрицы приобретает направленный характер и деформация развивается в пластинах е-мартенсита, которые находятся в упруго-напряженном состоянии (растяжение или сжатие вдоль нормали к плоскости. [c.169] Наличие мартенсита и трехмерного труднодеформи-руемого каркаса дефектов упаковки объясняет более высокую прочность сплава Г17 по сравнению со сплавом Г29. Повышение пластичности сплава Г17 определяется однородностью аустенитной матрицы и образованием а-мартенсита деформации, обеспечивающего релаксацию напряжений. [c.170] Основной структурной составляющей сплава Г29 в исходном состоянии является аустенит с одиночными узкими и длинными пластинами 8-мартенсита, которого по данным рентгеноструктурного анализа менее 5%- Аустенит имеет равномерную дислокационную структуру с высокой плотностью дислокаций, внутренняя дислокационная структура пластин е-мартенсита сильно фрагментирована без направленных дефектов внутри пластин, в отличие от пластин 8-мартенсита сплава Г17 (рис. 67, а). [c.170] Следует отметить слабо выраженную кристаллографию поверхностей раздела между пластинами е-мартенсита и матрицей в сплаве Г29. Дислокационная структура у- и е-фаз в этом случае практически одинакова и свидетельствует о высокой степени однородности процессов структурной релаксации. [c.170] Так как предел текучести марганцовистого аустенита относительно низок, дислокации в аустените достаточно подвижны и под влиянием уже небольшой степени пластической деформации около 1% структура аустенита становится ячеистой с небольшим характерным размером ячеек (рис. 67, б). [c.170] При 5%-ной деформации происходит выравнивание дефектной структуры и переход от неоднородного к однородному распределению дислокаций при общем повышении их плотности. [c.170] Под влиянием деформации 40—45% формируются равноосные фрагменты. Размер и форма фрагментации определяется морфологией исходной фазы. Азимутальное искажение фрагментов в области шейки свидетельствует о наличии ротационных мод деформации (рис. 67, г). [c.172] Высокая плотность полных дислокаций и их комплексов в структуре у- и е-фаз сплава Г29 возникает как результат пластической деформации аустенитной матрицы, осуществляемой скольжением. Действительно характер излома образца из сплава Г29 свидетельствует об его разрушении посредством пластического сдвига. [c.172] Высокая пластичность сплава Г29 объясняется прежде всего однородностью аустенитной матрицы, практически свободной от искажений, что предопределяет высокую способность структуры к пластической релаксации внутренних напряжений. Образование е-мартенсита деформации и отсутствие четкой кристаллогеометрической границы между матрицей и пластинами е-мартенсита до и после деформации также способствует повышению пластичности. [c.172] Можно полагать, что основным элементом, определяющим механические свойства этого сплава, является жесткий каркас исходных структурных составляющих, по морфологии аналогичных трехмерному каркасу сплава Г17 (см. рис. 66, в, г, ), но в большем количестве и меньших по величине. Такая мелкая напряженная структура создает значительные препятствия для процесса пластического сдвига. [c.172] Первые пластины а-мартенсита деформации образуются на пересечении пластин е-фазы и являются причиной ухудшения пластичности и повышения прочности. Значительная концентрация напряжений в местах пересечения пластин е-фазы за счет объемного эффекта при образовании а-решетки может вызвать появление там зародышевых трещин. [c.174] Наряду с появлением а-фазы при понижении температуры испытания увеличивается степень локализации пластической деформации, что в свою очередь поясняет некоторое снижение пластических свойств по сравнению с комнатной температурой. [c.174] В макроскопических структурных особенностях деформации сплавов Г23 и Г29 также много общего. Но наблюдаемое еще в исходном состоянии сплава Г23 неоднородное распределение дефектов по объему под влиянием деформации усиливается (рис. 69, в) и формирование дислокационной структуры идет различными путями. Подобная структурная неоднородность может объясняться неоднородным распределением примесей внедрения в объеме зерна. [c.174] С понижением температуры испытания в сплаве Г23, как и в сплаве Г29 прослеживается тенденция к локализации скольжения (рис. 69, г). [c.174] Здесь Si — компоненты вектора отклонения от узла обратной решетки. Величина /р имеет максимум при S, = 0 тогда /р ( 1- 2- з) , где t — толщина пластинки. С отклонением точки обратного пространства от центра узла (при 5j 0) интенсивность рассеяния уменьшается и достигает первого максимума при Sj O) интенсивность рассеяния уменьшается и достигает первого максимума при 5=1Д, второго при S = 2lt и т. д. [c.177] Вернуться к основной статье