Влияние исходного состояния низкоуглеродистых сталей на структуру и механические свойства, формируемые при равноканальном угловом прессовании

Abstract

Методами оптической металлографии, просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведены исследования микроструктуры и фазового состава низкоуглеродистых сталей 10Г2ФТ и 06МБФ, подвергнутых интенсивной пластической деформации методом равноканального углового прессования из различных исходных состояний (после нормализации, закалки, закалки и последующего высокого отпуска). Независимо от исходного структурно-фазового состояния при равно-канальном угловом прессовании в исследуемых сталях формируется субмикрокристаллическая зеренно-субзенная структура с размером элементов ?300 нм (феррит), стабилизированная дисперсными частицами. При близком размере элементов суб-структуры после равноканального углового прессования исследуемые состояния характеризуются различным уровнем прочностных свойств: наибольшими значениями предела текучести и микротвердости обладает сталь 10Г2ФТ, сформированная из исходно закаленного состояния (?[0,2]=1125 МПа, H[?]=3,7 ГПа), в сравнении со сталями 10Г2ФТ и 06МБФ, полученными из двух других состояний (?[0,2]=960-990 МПа, H[?]=3,1-3,3 ГПа). Проанализированы основные физические факторы, определяющие характер субмикрокристаллической структуры низкоуглеродистых сталей после интенсивной пластической деформации, и проведена оценка вклада основных механизмов упрочнения в предел текучести стали.

A microstructure and a phase composition of low-carbon steels Fe-Mn-V-Ti-C and Fe-Mo-Nb-V-C subjected to severe plastic deformation by equal-channel angular pressing from various initial states (after normalization, quenching, quenching and the subsequent tempering) were studied using the methods of optical metallography, transmission electron microscopy and X-ray diffraction analysis. The ultrafine-grained structures with the average size of structural elements about 300 nm (ferrite) stabilized by disperse particles were formed under equal-channel angular pressing independently on the initial structural and phase states of steels. The investigated states with the close size of structural elements after equal-channel angular pressing are characterized by various levels of strength properties: the structure formed from initial quenched state possesses the greatest values of 0,2 pct offset yield strength and microhardness (?[0,2]=1125 MPa, H[?]=3,7 GPa) in comparison with two other states (?[0,2] =960-990 MPa, H[?]=3,1-3,3 GPa). The authors have analyzed the major physical factors defining a character of ultrafine-grained structure of low-carbon steels after severe plastic deformation and have estimated the contribution of the main hardening mechanisms into steel yield strength.