книги из ГПНТБ / Богачев И.Н. Структура и свойства железомарганцевых сплавов

структуры фазонаклепанного аустенита при микроударном воздействии не представлялось возможным.

Ширина линий аустенита сплавов Г19 и ГЗО при микроударном воздействии увеличивается. При этом для отожженного сплава П 9 после 2 мин испытания наб­ людается смещение и интенсивное размытие линий ау­ стенита, что вызвано в основном значительным увели-

Микроискажения йа/а ■Ю!

П 9 - отжиг, Г19 ф. и. — 25 циклов 400 7?0° С, ГЗО — закалка

чением количества дефектов упаковки, измельчением блоков и возрастанием микроискажений (см. табл. 5). Указанные изменения сопровождаются небольшим при­ ростом количества е-фазы при испытании. При дальней­ шем увеличении времени воздействия уширение линий аустенита обоих сплавов в основном обусловлено рос­ том микроискажений.

В е-фазе при микроударном воздействии происхо­ дят процессы, зависящие от предварительной обработ­ ки сплавов. С увеличением времени испытания образ­ цов сплавов ГЗО и Г19 как после отжига, так и после циклической обработки линии (002) и (112) е-фазы, на которые не влияют дефекты упаковки, уширяются, т. е. микроударное воздействие дробит блоки и повышает микроискажения (рис. 73, а, б, табл. 6). Интенсивность этих процессов зависит от числа циклов фазовых пере­ ходов, которые претерпел сплав Г19 до испытания. Наи­ более резкое измельчение блоков в отожженном спла-

ве Г19 происходит после первых минут испытания. При дальнейшем микроударном воздействии наблюдается их

блоки мельче, чем в отожженном образце сплава Г19. Две минуты испытания приводят к их некоторому дроб­ лению, при дальнейшем испытании размер блоков в е-фазе практически не изменяется, но остается меньше, чем в отожженном образце после 40 мин испытания.

е-фаза, образовавшаяся в результате 2 мин испыта­ ния образцов сплава Г19, в которых предварительной циклической обработкой она вся была переведена в аус­ тенит, имеет мелкие блоки и большие микроискажения. При увеличении времени микроударного воздействия размер блоков мало изменяется, но искажения увеличи­ ваются (рис. 73, б).

Следует отметить, что е-фаза, образовавшаяся при микроударном воздействии из фазонаклепанного аусте­ нита, имеет более мелкие блоки и большие микроиска­ жения, чем возникшая при охлаждении сплава Г19 по­ сле отжига. Кроме того, после одинакового времени ис­ пытания в е-фазе отожженного сплава Г19 блоки круп­ нее, а искажения меньше, чем после циклической обра­ ботки (см. рис. 73, б). Только после длительного микро­ ударного воздействия (150 мин) размеры блоков в е-фазе становятся почти одинаковыми в образцах, подвергав­ шихся различной предварительной обработке. При этом

числа циклов фазовых переходов. Ширина линий (101) и (102) е-фазы отожженного образца сплава Г19 резко увеличивается в результате испытания в течение 20 мин, при дальнейшем испытании рост ширины линий замедляется (см. рис. 73, а).

Для образцов, предварительно претерпевших уч=^е- превращение, наблюдается также рост ширины линий (101) и (102) е-фазы в течение 20—40 мин. Увеличение времени воздействия приводит в основном к уменьше­ нию ширины этих линий. Линии (101) и (102) е-фазы,

образовавшейся в течение 2 мин испытания в образце сплава Г19, прошедшего предварительную обработку 400ч=^0° С, очень широкие, они намного шире, чем после обработки 400=^20° С и испытания в течение 20—40 мин. Анализ ширины л и н и й (002), (100), (101) и (102) е-фа- зы показал, что в этой фазе после отжига имеются как двойниковые, так и деформационные дефекты упаковки.

Ранее было показано, что фазовые у^е-переходы приводят к увеличению в е-фазе двойниковых дефектов

Микроударное воздействие также вызывает в ней увеличение вероятности образования дефектов упаков­ ки (см. табл. 6). В е-фазе отожженного сплава Г19 в ре­ зультате испытания в основном увеличивается концен­

в 400^*20° С, в е-фазе в основном увеличивается коли­

тов упаковки образуется в е-фазе (см. табл. 6). При микроударном воздействии свыше 40 мин наблюдается уменьшение концентрации дефектов упаковки в е-фазе.

Из табл. 6 видно, что вероятности возникновения двойниковых дефектов упаковки в е-фазе, образующей­ ся из аустенита, претерпевшего 6,15 и 25 циклов, прев­ ращения становятся практически одинаковыми после 1 ч испытания. Следовательно, е-фаза содержит тем больше неустойчивых дефектов, чем больше их возни­ кает на начальных стадиях испытания.

Интенсивность фазового у—^-превращения так же, как и дефектность е-фазы, определяется числом предва­

5. Влияние фазового и механического наклепов на структурные.изменения в Fe— Mn сплавах

Приведенные выше результаты исследований свиде­ тельствуют о том, что пластическая деформация и мар­ тенситные у^е-превращения оказывают значительное влияние на фазовый состав Fe—Мн сплавов и субструктуру превращающихся фаз. Исследования совместного воздействия указанных факторов показали, что пласти­ ческая деформация увеличивает, а мартенситные у ^ е - превращения уменьшают количество е-фазы в Fe—Mn сплавах (табл. 7). Интенсивность стабилизации аустени­ та возрастает с увеличением числа циклов после пред­ шествующих пластических деформаций. Так, после пер­

выми у^е-переходами, т. е. предварительная деформа­ ция с последующими циклами усиливает стабилизацию аустенита. Пладтическая деформация с промежуточны­ ми циклами уширяет интерференционные линии аусте­ нита и е-фазы. Первый цикл после пластической дефор­ мации уширяет линии е-фазы, а линии аустенита уширяются после первого и второго цикла. После осталь­ ных циклов фазовых у^е-переходов интерференцион­ ные линии обеих фаз оказываются несколько уже, чем

также несколько уменьшают размер (эффективный) бло­ ков, увеличивают микроискажения в аустените, при этом увеличивается размер блоков и уменьшаются мик­ роискажения в е-фазе.

Вероятность (За+ß) дефектов упаковки гексаго­ нальной фазы растет с увеличением степени деформа­ ции или числа циклов. Следует отметить, что деформа­ ция после циклической обработки, начиная со второго цикла, несколько уменьшает величину (За+ ß) и, на­ оборот, циклическая обработка после деформации приводит к возрастанию этой величины, т. е. при больших

концентрациях дефектов упаковки пластическая дефор­ мация может уменьшать их количество.

Таким образом, при комбинированной обработке как с увеличением числа циклов, так и с увеличением сум­ марной деформации сначала происходит накопление структурных несовершенств в обеих фазах сплава Г19. После возрастания концентрации этих несовершенств до какого-то предела фазовые у^е-переходы, следую­ щие за пластической деформацией, приводят к умень­ шению количества несовершенств (растут блоки и уменьшаются микроискажения в е-фазе, уменьшается ширина линий аустенита, вероятно, за счет уменьше­ ния микроискажений и концентрации дефектов упаков­ ки в нем). Поэтому возникла необходимость выяснить, когда появляется основное количество дефектов упаков­ ки в е-фазе: при деформации или в момент превраще­ ния. Для этого была исследована дефектность е-фазы стабилизированного (15 циклов 400^0° С) сплава Г19, распад аустенита которого вызывали охлаждением до —70° С и деформацией растяжением.

При сравнении результатов, полученных при одина­ ковой степени распада, обнаружено, что е-фаза, образу­

вые и деформационные дефекты упаковки, суммарная вероятность которых равна 0,026.

Деформация 7% приводит к такому же распаду фа­ зонаклепанного аустенита. Как следует из рис. 71, раз­ мер блоков и величина микроискажений в е-фазе, образу­ ющейся при деформации, соответственно равна 80 нм

о

(800 А) и 2,2-ІО-3, а суммарная вероятность деформа­ ционных и двойниковых дефектов упаковки составляет 0,016. Следовательно, дефектов упаковки в е-фазе, обра­ зующихся при охлаждении, несколько больше, а блоки в ней крупнее, чем в е-фазе, образующейся при дефор­ мации из фазонаклепанпого аустенита. Поскольку ве­ роятность дефектов упаковки для е-фазы охлаждения не меньше, чем для е-фазы деформации, можно предполо­ жить, что дефекты упаковки в гексагональной фазе соз­ даются в основном в момент фазового у—>-е-превраще- ния.

6. Влияние легирующих элементов на концентрацию дефектов упаковки сплава железа с 19— 20% Мп

При изучении влияния деформации на фазовое у-»-е- превращение было установлено, что интенсивность рас­ пада аустенита зависит от количества в нем дефектов упаковки. Для подтверждения такого вывода имело смысл определить влияние легирования на концентра­ цию дефектов упаковки в аустените, потому что леги­ рующие элементы влияют на количество е-фазы в спла­ ве Г19, который после закалки содержит 50% этой фа­ зы. При легировании сплава Г19 хромом, молибденом, вольфрамом и никелем, а также при увеличении содер­ жания марганца в нем происходит стабилизация аусте­ нита по отношению к у-ѵе-превращению. Наиболее ин­ тенсивно влияет на стабилизацию аустенита никель, на­ иболее слабо — хром.

Т а б л и ц а 8

Количество е-фазы в закаленных сплавах и параметры тонкой структуры аустенита, деформированного напиловкой

Максимальное количество е-фазы после закалки со­ держит сплав Г19 (табл. 8). Сплавы Г36, Г19М6, Г20Н6

ределяли в порошках, напиленных при комнатной тем­

чении в сплаве содержания хрома до 12% или воль­ фрама до 4% в порошках обнаруживаются только сле­ ды е-фазы (см. табл. 8).

Влияние легирующих элементов на физическое уширенпе интерференционных линий аналогично их влия­

в аустенитных сплавах Г36, Г20Н6, Г19М6. По влиянию на уменьшение ширины линий аустенита сплава железа с 19—20% Мп после напиловки легирующие элементы можно расположить в той же последовательности, что

ипо влиянию на стабилизацию у->е-превращения. Определение вероятности образования деформацион­

ных дефектов упаковки показало, что сплав Г19 содер­ жит их наибольшее количество. Легирование этого спла­ ва марганцем, никелем, молибденом, вольфрамом и хро­ мом приводит, наряду со стабилизацией аустенита, к у->-е-превращению и уменьшению вероятности образо­ вания дефектов упаковки (см. табл. 8). При этом никель, наиболее сильно стабилизирующий фазовое превраще­ ние, интенсивнее других элементов уменьшает вероят­ ность образования дефектов упаковки. Хром же, наи­ более слабо стабилизирующий превращение, слабее других элементов влияет на концентрацию дефектов упаковки в сплаве Г20. Остальные элементы занимают промежуточное положение по влиянию на стабилизацию аустенита и вероятность образования дефектов упа­ ковки.

Таким образом, полученные данные подтверждают наличие связи между склонностью аустенита к образо­ ванию дефектов упаковки и количеством е-фазы в сплаве.

7. Температурная устойчивость структурных несовершенств

Дилатометрические исследования (см.гл. III) пока­ зали, что полное восстановление способности стабили­ зированного аустенита к мартенситному у ^ 'П р ^ Р 3" щеиию происходит после отжига при достаточно высо-