Введение 3
Глава 1 Обзор литературы 5
1.1 Свойства TWIP сталей 5
1.2 Пути повышения механических свойств TWIP сталей 9
1.3 Эволюция микроструктуры стали в ходе пластической деформации 12
1.4 Рекристаллизация в TWIP сталях 16
1.5 Частные задачи работы 17
Глава 2 Материал и методики исследования 18
2.1 Материал исследования 18
2.2 Металлографические и микроструктурные исследования 19
2.3 Методика испытания на одноосное растяжение 20
2.4 Методика измерения микротвердости по Виккерсу 21
2.5 Методика проведения анализа картин дифракции обратно рассеянных
электронов (EBSD) 22
Глава 3 Результаты исследований и их обсуждение 23
3.1 Эволюция микроструктуры TWIP стали в ходе прокатки при Т=20ОС и
Т=-196оС 23
3.2 Механические свойства TWIP стали деформированной при Т=20ОС и Т=-
196оС 30
3.3 Эволюция микроструктуры TWIP стали в ходе отжига 32
3.4 Кинетика рекристаллизации 37
Выводы 41
Список литературы
TWIP стали (от английского «пластичность наведенная двойникованием»), являются конструкционными сталями, применяемыми в автомобильной промышленности. В отличие от многих конструкционных материалов, применение которых ограничивается недостаточной прочностью, TWIP стали имеют высокие значения предела прочности и очень хорошую пластичность. Но их недостатком является довольно низкий предел текучести.
В настоящее время внимание исследователей привлекают обработки, связанные с интенсивными пластическими деформациями. Под действием больших деформаций в металлических материалах формируется наноструктурное состояние, что в свою очередь приводит к повышению механических характеристик. Главный недостаток использования данного метода для измельчения микроструктуры металлов является высокая трудоемкость и необходимость использования специального оборудования. Так же размер заготовок, которые получаются в результате метода интенсивной пластической деформации, довольно мал, что является минусом в практическом использовании.
В связи с этим важной проблемой является оптимизация процесса формирования наноструктуры в металлах деформационными методами. Прежде всего, следует применять традиционные технологии/оборудование обработки металлов давлением, многие из которых позволяют реализовать довольно большие степени деформации. Также необходимо попытаться использовать особенности отклика некоторых материалов на деформацию для ускорения формирования в них наноструктурного состояния. В некоторых материалах, вследствие низкой энергии дефекта упаковки (TWIP стали), деформация осуществляется как скольжением, так и двойникованием. Двойниковые границы имеют высокоугловую разориентировку, и в ходе деформации, при взаимодействии с решеточными дислокациями, трансформируются в границы зерен общего типа. Изменяя условия деформации, в частности, уменьшая температуру, можно интенсифицировать двойникование, обеспечив тем самым существенное измельчение микроструктуры материала, в том числе и до наносостояния. С уменьшением температуры деформации можно ожидать повышения объемной доли двойников, уменьшения их толщины и увеличение протяженности стадии двойникования, что в конечном итоге может привести к существенному измельчению структуры до наносостояния.
В связи с вышесказанным, целью настоящей работы является исследование влияния температуры и степени прокатки, а также температуры отжига на структуру в TWIP стали.
В ходе данной работы была описана эволюция микроструктуры TWIP стали 0,3C-23Mn-1,5Al в ходе прокатки при Т=20 С и Т= -196оС; установлены зависимости степени деформации и температуры отжига на микроструктурные параметры и механические свойства TWIP стали.
На основании этого можно сделать следующие выводы:
1) Понижение температуры деформации до криогенной приводит к ускорению кинетики двойникования.
2) Лучшими механическими свойствами обладает сталь, прокатанная при Т= -196 С и Т=20 С до небольших степеней деформации ( 7 и 10%), предел прочности находится в интервале напряжений 1200-1250МПа. Уменьшение температуры деформации повышает прочностные качества, но уменьшает удлинение.
3) Температурой начала рекристаллизации сталей при Т= -196 С,
подвергнутых большой пластической деформации, можно считать T=500 C. Полностью рекристаллизованная структура наблюдается в обоих случаях при т=600 С.
