ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Склонность к упрочнению металлических материалов при ТЦО из "Термоциклическая обработка металлов и деталей машин " Упрочнение при ТЦО определяется видом координатной части кф-реляционмой функции и на определенном этапе ТЦО может подчиняться закону Петча (п — 1). При 1 наступает затухание процесса, например, в стали 40Х после четвертого цикла наблюдается падение харак-теристиК Прочности и ударной вязкости, на что активно реагирует ковариационная функция увеличением своего значения при нулевом сдвиге. Данное явление связано с диффузионной релаксацией концентрационйых напряжений. [c.30] Для реализации описанной выше теории возможной оценки, склонности материалов к упрочнению при ТЦО приведем результаты, полученные на сталях 40Х, ЗОХГСА и 30ХГСН2МА. Опыты выполнены на небольших шлифованных и травленых образцах. С помощью прибора ПМТ-3 (прибор для замера микротвердости) на поверхность образцов нанесена сетка с базой 10 мкм, длиной 0,5 мм и шириной 0,1 мм так, чтобы пересекались одна-две границы зерен. ТЦО производили на установке ИМАШ-5Ц-65 в вакууме давлением не выше 7 0 ГПа. Нагрев осуществляли прямым пропусканием электрического тока через образцы. Скорость нагрева автоматически регулировалась программирующим прибором РУ 5-01. Изменение геометрических размеров координатной сетки измерялось с помощью микроскопа и телевизионной системы, сблокированной со считывающим устройством Силуэт . Математическая обработка произведена по методике, описанной в работе [109]. Оценивалась с помощью тензометрического дилатометра и общая деформация образца, которая составила 0,12 %, что находится за пределами погрешности измерений. [c.30] Таким образом, в процессе упрочняющей ТЦО в стали развиваются интенсивные пластические деформации, особенно на первых циклах, кото рые вместе с термическими факторами активизируют диффузионные процессы, а наряду с протеканием у - а-превращения при последнем охлаждении по бездиффузионному механизму вызывают формирование мелкозернистого и практически безыгольчатого мартенсита, обладающего улучшенными свойствами. [c.31] По данным замеров пластических деформаций определены зависимости их распределения, автокорреляционные функции деформаций для различных циклов и зависимость коэффициента вариации от числа циклов. Значение автокорреляционной функции уменьшается с возрастанием числа циклов. Обнаружено, что область, в которой существует связь между случайными величинами деформаций, не превышает 50—60 мкм и резко сокращается к пятому-шестому циклу для стали 40Х, к шестому-седьмому —для стали ЗОХГСА и к третьему, например, для стали 30ХГСН2МА. Изменение коэффициента вариации также указывает на возрастание локальности процесса с увеличением, числа циклов. Изменение начального значения автокорреляционной функции (по физическому смыслу являющейся средней мощностью или энергией процесса) указывает на значительПую эффективность общего упрочнения сталей при ТЦО. [c.31] Кривая распределения пластической деформации удовлетворительно описана нормальным законом, но имеет периодические отклонения. Частотный анализ кривой пластических деформаций выявляет порядок смены состояний металла при ТЦО наклепа или, рекристаллизации, растворения или выделения упрочняющих фаз и т, п. [c.31] Расчеты численных значений автокорреляционной функции и частотных характеристик показали, что при упрочняющей ТЦО аустенит, получающийся в результате ускоренной перекристаллизации, обладает некоторой неоднородностью, которая обусловлена невозможностью полной реализации самодиффузионных процессов. Это позволяет унаследовать , транслировать дефекты (типа двойников, дислокаций и т. д.) из низкотемпературной области в уфэзу и обратно. Степень фазового наклепа определяется конкуренцией между накоплением упрочняющих искажений решетки (механизм дислокационный) и неупрочняющей (диффузионной) релаксацией напряжений. [c.31] по изменению функции /(го) и значению оп можно найти оптимальное число циклов для упрочняющей ТЦО, когда увеличение д не вносит существенного вклада в увеличение ац или приводит к умень шению прочности (разупрочнению). По численному значению п можно оценивать вклад пластической деформации зерен при ТЦО в суммарный эффект упрочнения. [c.31] Анализ влияния регкимрв ТЦО на структуру проводили для сталей различного класса, а также для алюминиевых сплавов, При этом основной задачей было всесторонне показать, как в условиях аллотропических превращений и без таковых меняется структура сплавов при воздейстаии ТЦО. [c.32] Согласно последнему способу, испытуемый образец помещают в электромагнитное поле, создаваемое индуктивной катушкой, по которой течет переменный ток. Поле катушки наводит в испытуемом материале вихревые токи, которые создают собственное электромагнитное поле. Результат взаимодействия этих двух полей регистрируется с пбмощью индикаторных устройств прибора. От свойств (электрических) исследуемого объекта зависят сила тока, а следовательно, и показания прибора. [c.32] С учетом беспорядочного распределения избыточных фаз и сравнительно небольших расстояний между ними была разработана методика анализа твердого раствора. В каждом исследуемом образце определяли концентрацию химических элементов в 100 точках, расположенных на одной прямой линии на расстоянии 30 мкм друг от друга. Полученные таким образом значения концентраций являлись случайными. Часть из них соответствовала концентрации элемента в твердом растворе, другая — концентрации в избыточной фазе, а третья — концентрации в твердом растворе с частичным захватом фазы. Для большей достоверности информации о месте падения луча последнее обстоятельство контролировали с помощью оптического микроскопа. В целях определения истинной концентрации элемента в твердом растворе из совокупности полученных значений выбирали те, которые не превышали предела его растворимости в алюминии. При этом учитывали, что предел растворимости в алюминии кремния равен 1,65%, магния—17,4 %, цинка — 70% [134]. [c.33] В принципе возможно получение твердого раствора с концентрацией, превышающей максимальный предел равновесной растворимости. Однако подобное пересыщение твердых растворов в сплавах систем Al-Si, Al-Mg и других возможно только при сверхвысоких скоростях охлаждения в процессе кристаллизации. При литье в кокиль, предварительно подогретый до 200—250 °С, указанное пересыщение практически исключено, так как скорость охлаждения при этом сравнительно невысока. Диаметр области возбуждения рентгеновского излучения во-время исследования составлял 2—3 мкм. Локальность анализа за счет взаимодействия электронов с веществом по поверхности и глубине не превышала 5 мкм. Чувствительность прибора данного класса 10 —10 г [40 при точности 1—4 %, зависящей от определяемой концентрации. Дальнейшую обработку результатов измерений проводили на ЭВМ, входящей в состав микроанализатора. [c.33] До и после ТО поликристаллический материал представляет собой набор различных по концентрации участков, поэтому в работе применили статистический анализ распределения химических элементов [1-32] Из полученных данных концентраций твердого раствора строили гистограммы распределения, определяли среднее значение концентрации химического элемента в твердом растворе, дисперсию среднего значения концентрации, характеризующую структурную однородность материала, а также коэффициент асимметрии, по которому судили о характере распределения. [c.34] Для измерения напряжений при различных температурах изготовлено нагревательное устройство, которое укрепляли на гониометре рентгеновского дифрактометра. Оно позволяло изменять температуру от 25 до 550 °С. Образец поджимали пружинами к нагреваемой части печи так, чтобы передача тепла к образцу происходила контактным способом. За температурой следили с помощью термопары, спай которой распо-лагали в непосредственной близости с образцом. Стандартный метод рентгеновского способа измерения напряжений, включающий угловые съемки образцов, так называемый з1п ф-метод [38], как показали опыты, оказался неинформативным, так как было определено, что частицы кремния находятся в условиях всестороннего сжатия и поэтому деформации кристаллической решетки кремния не зависили от угла съемки. [c.34] Технология ТО предопределяет структуру сплава, обладающую определенным комплексом физико-механических свойств. Поэтому каждый режим ТЦО сталей и чугунов приводит к своей, отличающейся от других структуре. Существует огромное многообразие структур, получаемых в сплавах на основе железа. Однако можно выделить основные структурные изменения в результате ТЦО. [c.35] Если произвести охлаждение (например, на воздухе) быстро нагретой стали на 10—15 выше температуры точки Ас, то вследствие обратной перекристаллизации образуется мелкое зерно перлита. При одном термоцикле феррит в доэвтектоидных сталях почти не претерпевает изменений. Но если произвести несколько таких нагревов и охлаждений, то вся фер-ритно-перлитная структура претерпевает изменение. [c.36] Вернуться к основной статье