Сверхпрочность углеродистых сталей

 

Интенсивная пластическая деформация позволяет сформировать в углеродистых сталях микроструктуру типа «нанокомпозит»: однородную мелкозернистую ферритную матрицу, в которой расположены высокодисперсные частицы цементита. В результате значительно повышаются прочностные характеристики до значений, характерных для высокопрочных сталей и превышающих прочность закаленной стали. Полученная микроструктура характеризуется повышенной термической стабильностью.

 

Свойства стали 45:

 

 

Состояние

σв, МПа

σ0,2, МПа

δ,%

HV, ГПа

Состояние поставки (горячее прессование)

863

770

7

3

Закалка (мартенсит)

2192

2000

0,4

8,15

ИПД (Нанокомпозит)

2649

2397

3

9,81

 
 
 
 
 



Трансформация мартенситной фазы в нанокомпозит

Высокопрочное состояние нержавеющей стали

 

Изменение температуры интенсивной пластической деформации приводит к получению разного фазового состава стали: от полностью аустенитной микроструктуры до 80 % мартенсита. Оба типа структуры обеспечивают повышение прочности стали при сохранении высокой пластичности.

 

Получение высокопрочного состояния углеродистых и коррозионностойких сталей в результате интенсивной пластической деформации обусловлено изменением соотношения вкладов различных механизмов упрочнения в пользу зернограничного упрочнения, обусловленного  образованием ультрамелкозернистой структуры.


Основные публикации:

1. Yu. Ivanisenko, W. Lojkwski, R.Z. Valiev, H.-J. Fecht, The mechanism of formation of nanostructure and dissolution of cementite in a pearlitic steel during high pressure torsion, Acta Mater. 51 (2003), p. 5555-5570.
2. Караваева М.В., Нуриева С.К., Зарипов Н.Г., Ганеев А.В., Валиев Р.З Микроструктура и механические свойства среднеуглеродистой стали, подвергнутой интенсивной пластической деформации. МиТОМ, 2012, № 4, с. 3-7.
3. Валиев Р.З., Клевцов Г.В., Клевцова Н.А., Фесенюк М.В., Кашапов М.Р., Караваева М.В., Рааб А.Г., Ганеев А.В. Влияние режимов равноканального углового прессования и последующего нагрева на прочность и механизм разрушения стали 10. Деформация и разрушение материалов, № 1, 2013, с. 21-25.