Механизм перехода аустенита в мартенсит при холодной пластической деформации аустенитных сталей

При изготовлении оборудования из аустенитных сталей широко используют технологические операции с применением пластического деформирования (гибку, вальцовку, холодную штамповку, калибровку, правку и накатку резьб). Пластическая деформация в холодном состоянии приводит к активному изменению физических и механических свойств материала, оказывая влияние на несущую способность конструкций. Проведено качественное и количественное исследование перехода аустенита в мартенсит при холодной пластической деформации аустенитной стали. Изменение фазового состава такой стали при пластической деформации ведет к изменению ее магнитных свойств, так как у γ-Fe (мартенсита) они есть, а у γ-Fe (аустенита) их нет. После деформации немагнитные аустенитные стали становятся магнитными, и чем выше степень деформации, тем сильнее проявляются магнитные свойства. Следовательно, при холодном пластическом деформировании аустенитных сталей наблюдается деформационное упрочнение при одновременном протекании дислокационного и фазового переходов γ-Fe в γ-Fe с образованием мартенсита деформации. Исследования механизма перехода аустенита в мартенсит при холодной пластической деформации выполнены магнитометрическим методом на примере аустенитной стали 12Х18Н10Т в зависимости от степени деформации в диапазоне 0…45 %. Установлено, что при степени деформации, равной 44,6 %, количество мартенсита в деформированной стали составило 45,5 %. Это свидетельствует о том, что полного перехода аустенита в мартенсит не произошло и в деформированном металле структура была аустенитно-мартенситной.

Литература

[1] Гуляев А.П. Металловедение. Москва, Металлургия, 1986. 544 с.

[2] Михеев М.Н., Беликова М.М., Виткалова Р.Н., Катаева Н.В. Электромагнитный метод определения мартенсита деформации в нержавеющих сталях. Дефектоскопия, 1985, № 10, с. 48–51.

[3] Бубнов В.А. Совершенствование конструкции и технологии изготовления роторов маятниковых центрифуг. Химическое и нефтяное машиностроение, 1986, № 4, с. 28–29.

[4] Бубнов В.А. Металлосберегающая технология изготовления фланцев химического оборудования. Химическое и нефтяное машиностроение, 1987, № 5, с. 32–34.

[5] Бубнов В.А., Отрадный В.В. Работоспособность стальных деталей, подвергаемых объемному упрочнению пластическим деформированием. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2002, № 4, c. 18–25.

[6] Бубнов В.А., Костенко С.Г., Отрадный В.В. Способ определения предела выносливости стали аустенитного класса. Пат. 2265213 РФ, бюл. № 33, 2005.

[7] Бубнов В.А. Повышение точности эллиптических днищ и цилиндрических колец пластическим обжатием. Химическое и нефтяное машиностроение, 1996, № 4, с. 61–63.

[8] Бубнов В.А., Костенко С.Г., Отрадный В.В. Определение предела выносливости аустенитных сталей, подвергнутых пластическому деформированию. Вестник Курганского государственного университета. Сер. Технические науки, 2005, вып. 1, с. 23–25.

[9] Бубнов В.А. Деформационное упрочнение аустенитных сталей и снижение металлоемкости оборудования. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2008, № 7, с. 45–47.

[10] Завалишин В.А., Сагарадзе В.В., Катаева Н.В., Калинин Г.Ю., Мушникова С.Ю. Изменение магнитных свойств азотосодержащей аустенитной стали 04Х20Н61ПАМ25Ф в результате низкотемпературной деформации. Вопросы материаловедения, 2011, т. 3(67), с. 13–18.

[11] Сагарадзе В.В., Уваров А.И. Упрочнение и свойства аустенитных сталей. Екатеринбург, РИО УрО РАН, 2013. 720 с.

[12] Бубнов В.А., Марфицын С.В. Аустенитные стали и пластическая деформация. Вестник Курганского государственного университета. Сер. Технические науки, 2014, № 2(33), вып. 9, с. 41–43.

[13] Gleiter H. Nanostructured materials: state of the art and perspectives. Nanostructured Materials, 1995, vol. 6, no. 1–4, pp. 3–14, doi: 10.1016/0965-9773(95)00025-9

[14] Gavriljuk V.G., Shanina B.D., Berns H. Ab initio development of a high-strength corrosion-resistant austenitic steel. Acta Materialia, 2008, vol. 56, pp. 5071–5082, doi: 10.1016/j.actamat.2008.06.021

[15] Завалишин В.А. Перераспределение легирующих элементов и изменение магнитных свойств при интенсивной холодной деформации Fe-Cr-Ni аустенитных сплавов. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург, Институт физики металлов УрО РАН, 2002. 168 с.