Шероховатость поверхности после точения аустенитной стали 08Х18Н10, легированной медью и марганцем, в зависимости от структуры и свойств, сформированных интенсивной пластической деформацией

Широко используемые в различных отраслях промышленности аустенитные нержавеющие стали обладают потенциалом для улучшения их механических свойств путем легирования и деформационной обработки. Однако такое модифицирование материала может сказаться на качестве его обработки резанием. Исследовано влияние интенсивной пластической деформации на структуру и свойства стали 08Х18Н10, легированной медью и марганцем, а также на качество ее обработки при точении в разном структурном состоянии. Установлено, что применение многосторонней ковки приводит к формированию в исследуемой стали сильнодеформированной субзеренной структуры с высокой плотностью дислокаций, а последующая прокатка — к дополнительному формированию разоориентированных микродвойников деформации и пачек нанодвойников. Эти структурные изменения способствуют увеличению прочности и микротвердости материала. Анализ рельефа обработанной точением поверхности образцов показал, что применение интенсивной пластической деформации позволяет существенно уменьшить параметры шероховатости Ra и Rz, по сравнению с таковыми у образцов, не подвергнутых интенсивной пластической деформации. Выявлено, что увеличение подачи способствует повышению микротвердости тонкого приповерхностного слоя материала и более плавному ее изменению вглубь от обработанной поверхности.

Литература

[1] Ou P., Xing H., Wang X. et al. Coarsening and hardening behaviors of Cu-rich precipitates in Super304H austenitic steel. Metall. Mater. Trans. A, 2015, vol. 46, no. 9, pp. 3909–3916, doi: https://doi.org/10.1007/s11661-015-3004-3

[2] Yadav S.D., Vijayanand V.D., Nandgopal M. et al. On the tensile flow stress response of 304 HCu stainless steel employing a dislocation density based model and electron backscatter diffraction measurements. Philos. Mag., 2020, vol. 100, no. 3, pp. 312–336, doi: https://doi.org/10.1080/14786435.2019.1680887

[3] Sahoo K.C., Vijayanand V.D., Goyal S. et al. Influence of temperature on multiaxial creep behaviour of 304HCu austenitic stainless steel. Mater. Sci. Technol., 2019, vol. 35, no. 18, pp. 2181–2199, doi: https://doi.org/10.1080/02670836.2019.1664707

[4] Sahoo K.C., Goyal S., Ganesan V. et al. Analysis of creep deformation and damage behaviour of 304HCu austenitic stainless steel. Mater. High Temp., 2019, vol. 36, no. 5, pp. 388–403, doi: https://doi.org/10.1080/09603409.2019.1586094

[5] Kannan P.R., Muthupandi V., Devakumaran K. et al. Effect of grain size on self -healing behaviour of sensitized S304HCu stainless steel. Mater. Chem. Phys., 2018, vol. 207, pp. 203–211, doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.12.012

[6] San X.Y., Zhang B., Wu B. et al. Investigating the effect of Cu-rich phase on the corrosion behavior of Super 304H austenitic stainless steel by TEM. Corros. Sci., 2018, vol. 130, no. 1, pp. 143–152, doi: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2017.11.001

[7] Kumar M.V., Balasubramanian V., Rao A.G. Hot tensile properties and strain hardening behaviour of Super 304HCu stainless steel. J. Mater. Res. Technol., 2017, vol. 6, no. 2, pp. 116–122, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2016.05.004

[8] Bai J.W., Liu P.P., Zhu Y.M. et al. Coherent precipitation of copper in Super304H austenite steel. Mater. Sci. Eng. A, 2013, vol. 584, pp. 57–62, doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.06.082

[9] Dash M.K., Karthikeyan T., Mythili R. et al. Effect of long-term thermal exposures on microstructure and impression creep in 304HCu grade austenitic stainless steel. Metall. Mater. Trans. A, 2017, vol. 48, no. 10, pp. 4883–4894, doi: https://doi.org/10.1007/s11661-017-4260-1

[10] Xi T., Shahzad M.B., Xu D. et al. Copper precipitation behavior and mechanical properties of Cu-bearing 316L austenitic stainless steel: a comprehensive cross-correlation study. Mater. Sci. Eng. A, 2016, vol. 675, pp. 243–252, doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.08.058

[11] Xi T., Zhang X., Yin X. et al. Interfacial segregation and precipitation behavior of Cu-rich precipitates in Cu-bearing 316LN stainless steel after aging at different temperatures. Mater. Sci. Eng. A, 2021, vol. 805, art. 140571, doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.140571

[12] Zhou R., Zhu L. Growth behavior and strengthening mechanism of Cu-rich particles in sanicro 25 austenitic heat-resistant steel after aging at 973 K. Mater. Sci. Eng. A, 2020, vol. 796, art. 139973, doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139973

[13] Morehead M.D. Machinability and microstructure stability during the machining of pure copper and titanium processed by equal channel angular pressing. Master Sci. Thesis. Clemson University, 2007.

[14] Chertovskikh S.V. Cuttability of UFG titanium BT1-0 obtained by ECAE. Russ. Eng. Res, 2007, vol. 27, no. 5, pp. 260–264, doi: https://doi.org/10.3103/S1068798X0705005X

[15] Habrat W., Motyka M., Topolski K. et al. Evaluation of the cutting force components and the surface roughness in the milling process of micro-and nanocrystalline titanium. Arch. Metall. Mater, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 1079–1384, doi: https://doi.org/10.1515/amm-2016-0226

[16] Morehead M., Huang Y., Zhu Y.T., et al. Experimental investigation of the machinability of equal channel angular pressing processed commercially pure titanium. Trans. NAMRI/SME, 2006, vol. 34, pp. 539–546.