М.Б. ИВАНОВ , И.В. РАТОЧКА , Ю.Ф. ИВАНОВ ,

УДК 539.2(06) Ультрадисперсные (нано-) материалы
М.Б. ИВАНОВ1, И.В. РАТОЧКА1, Ю.Ф. ИВАНОВ2,
Ю.Р. КОЛОБОВ1, В.Ф. ПЕТРУНИН3
1Институт
физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск
сильноточной электроники СО РАН, Томск
3Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
2Институт
ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ
ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ
И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ СТАЛИ 16Х12В2ФТАР
Методами оптической металлографии, просвечивающей и растровой
электронной микроскопии проведено исследование влияния интенсивной
пластической деформации на структурно-фазовое состояние ферритномартенситной стали 16Х12В2ФТаР. Показано, что в процессе такой обработки
получена однородная зеренно-субзеренная стабилизированная дисперсными
частицами
субмикрокристаллическая
структура
ферритной
матрицы.
Рассматриваются особенности полученной структуры.
Известно, что достижение высокого уровня жаропрочности сталей
обеспечивается структурой матричной фазы, составом, распределением,
морфологией карбидных, карбонитридных и интерметаллидных
образований, состоянием границ зерен и т.д. Одним из способов решения
поставленной задачи является, в частности, применение для обработки
сталей различных методов интенсивной пластической деформации (ИПД).
В связи с этим целью настоящей работы является разработка методов
интенсивной
пластической
деформации
для
применения
в
технологических процессах получения и обработки стали.
Исследования проводили на примере 12%-ной хромистой ферритномартенситной стали 16Х12В2ФТаР. Сталь обрабатывали различными
методами ИПД: всесторонним прессованием с понижением температуры
и прокаткой.
Установлено, что в исходном состоянии исследуемая сталь является
поликристаллическим агрегатом на основе α-железа, размер зерен
которого изменяется в пределах от единиц до десятков микрометров. По
границам и в объеме зерен располагаются частицы карбидной фазы на
основе ванадия, железа и хрома.
В процессе ИПД стали 16Х12В2ФТаР формируется однородная
зеренно-субзеренная структура ферритной матрицы, размеры элементов
(субзерен) которой сравнимы с соответствующими для структуры после
штатной термообработки и составляют от 0,25 до 1,5 мкм. Сталь после
234
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 9
УДК 539.2(06) Ультрадисперсные (нано-) материалы
ИПД содержит большое количество частиц второй фазы (карбиды на
основе ванадия, железа и хрома), которые располагаются как в объеме
субзерен, так и на их границах.
Полученная структура по многим признакам (размер элементов
зеренно-субзеренной
структуры,
фазовый
состав)
подобна
соответствующей, получаемой после штатной термической обработки
(нормализации с последующей закалкой и отпуском). В то же время
рассматриваемая структура имеет ряд преимуществ по сравнению со
структурой
после
штатной
обработки.
Это
отсутствие
высокотемпературного
-феррита,
отсутствие
наследованных
аустенитных границ зерен, отсутствие областей ферритной матрицы,
сохранившей морфологию грубодисперсного пластинчатого мартенсита
(20–30% объема стали по штатной термообработке). Указанные отличия
демонстрируют перспективу в создании оптимального структурнофазового состояния с существенно улучшенными эксплуатационными
характеристиками по сравнению со сталью после применяющейся сегодня
штатной механико-термической обработкой.
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 9
235