Введение к работе
Актуальность работы. Зернограничнсе конструирование - форім-эваниэ повшэшюл плотности налоугловых и специальных границ в эркограничяом ансамбле (ЗГЛ) - является одним га новых ггерспек-ивных направленій создания пластичных и прочных поликристаллов. гаїгееская ввдэлганссть малоугловых и специальных грашщ - низкая ссорбциспяся ємтасть озрногранг.чиък пркмэсей и высокое солротив-эциэ расругіпгю способствуют подавлению низкотемпературной хруя-ззта, повышению сопротивления высокотемпературной ползучести и оррозионпсп стойкости. В зтсД связи псвшэш'.з дол:-; указанных Р2".иц з спектре рагорнснткрсвс!. реальній поликристаллов является чзігь кстуальйой задачей. Однако в настоящее время в фкзгкз гра-иц сер-зп еда не разработано научных основ верпогратмкого спэтруирования. Накоплен достаточно бодыизй иатерназ по ста-їісткїз распределения границ еерэа по разсриеі.'тациям, по оависи-ости механических свойстз и хорактера разрушения от структура эдшяуалыш rpsrnni в ЗГЛ. Часто эта даннкг противоречивы и с очки зрения веркограничнего конструирования малопнформативны. ядестажом бсльштства работ является то, что при исследовании еаяїпіл еоркогрокичных спектров озтеры аз анализируют причины ор;ггроЕзпия гоїг.фотіпя типов границ зерен, кіло уделяют вникания редютсряи образцов, влиянию параметров термомэханетэской обра-о?г.и па механизма формирования ВГА. Критический анализ имевшихся 'сслєдоепіпй в яастояцгэ врекз позволяет определить основные нап-авлепия развития оэрнограяичкого конструирования в ГЩї-катерщ-;зх с иізкоЯ зкгргизй дефекта упаковки ( J^ ). Шшко теоретического тсякз исследования представляют больсой практический ин-ерес, пссколыу, к ГЦВ-изтериалам с низкой уйУ относится іольсоп' классе npo»u3Ssn!Kt аустекитных сталей. Таким образом, іазработка паучпыя принципов направленного формирования структуры 'рапнц герэн является безусловно актуальной вадачей. Наряду с !ернограінтша конструированием для создания пластичных и прочных голикрксталлов актуальны исследования поведения различных типов раниц верен в деформационных процессах.
Цель работ»» Исследовать влияние текстуры деформации, режимов рекристаллизационного отжига и текстуры рекристаллизации на їтрустуру ЗГА. Определить способ конструирования поликристаллов с зысокой долей специальных низкоэнергетических границ в зерногра-іичном спектре через воздействие на текстуру путем специальных рермомеханических обработок. Сравнить результаты вернограничного
конструирования на подельном сплаве и промышленном материале Исследовать влияние сформированных полигсристаллических ансамбле на кехшшчоские свойства при одноосном растяжении.
Научная новизна. В работе впервые разработан способ .kohctpj ирования низкознергетических вернограничньк ансамблей в ГЦК-пс ликрнсталлах с низкой Улу путем формирования специального тип текстуры. Исследована текстурно-структурная взаимосвязь при да формации, определены компоненты в текстуре деформации, соот ветствующие интенсивному двойншеованко при прокатке монокристал лов дисперсионно-твердещего сплава Cu-Al-Co и промышленнс аустенитной высокоазотистой стали.
Изучено влияние текстуры деформации на особенности развита процессов рекристаллизация. Определена механизмы зародыиеобразо сапия при рекристаллизации прокатанных кристаллов с различии}/ текстурно-структурными ансамблями, Епервыз экспериментально уста новлзны механизмы еародышзобразовгнет, способствующие формирова нию повьсізішой плоткоста Екзкозкергетических границ в ЗГА.
Впервые исслэдогако валяние текстуры деформации на формиро ваииз структуры БГА. Установлены режимы термомеханической обра боткк и условия рекрксталлизационкого отжига, способствующие об разовапкэ высотой доли низкознергетических границ в ЗГА.
Обнаружена зависимость характеристик пластичности и проч кости от типа поликристаллического ансамбля. На основе количеет вонных исследований текстуры и ориэптационной зависимости кроти ческих скалывающих напряжений монокристаллов в модели Закса Тейлора рассчитаны пределы текучести поликристаллов. Установлено что текстура не определяет упрочнение поликристаллов с высоко долей низкоэнергетических границ.
Показано, что уменьшение доля низкознергетических границ ЗГА способствует локализации скольжения и Солгс интенсивному, к менее однородному развитию дислокационной структуры, обсужден физические причины влияния типа границ верен на упрочнение и ло кализацию сдвига. .
Практическая ценность работы. Найдены типы и условия форми рования текстуры деформации сплавов с низкой ^ц , определя ювде высокую (до 65-70 % ) плотность цнзкоэнергетических специ альных границ. Разработан нетрадиционный способ упрочнения полйк ристаллов сплавов с низкой Улч пУ1611 целенаправленного формиро вания границ зерен в ЗГА через воздействие на текстуру.
Полученные в работе результаты и сформулированные на и основе выводы, расширяют представления о природе процессов струк
турообразованил при деформации и рекристаллизации и могут служить основой для разработки физически обоснованных рекомендаций выбора технологических режимов деформационной и термической обработки с целью получения еысской плотности специальных низкоэнергетических границ в ЗГА поликристаллов.
Научнио положения, внносиуиа на защиту:
-
Способ достижения высокой (> 65 2) плотности низкоэнергетических границ в сплавах с низкой энергией дефекта упаковки посредством создания текстуры деформации типа -(111} <112> и наследования ее в текстуре рекристаллизации в результате аароды-пеобразования на деформационных микро- и макродвойниках.
-
Найденные экспериментально условия формирования при про-Глтке монокристаллов сплавов Cu-Al-Co и легированной азотом пустенэтной нер.-звеюцел стали Х18Н121.2 многокомпонентной <110> <001>, Ш2) <111>, <111} <101>, 001} <110> и однокошонентной Ш1} <112> текстур деформации; способ усиления текстуры типа {111} <112>.
-
Обнаруженные экспериментально эффекты повызения предела текучести, снижения локализации сдвига и особенности зерногранич-ного упрочнения в сплавах с высокой плотностью специальных низкоэнергетических границ и развитые на основе экспериментальных данных представления о снижении плотности эффективных концентраторов напряжений и увеличении числа эернограничных источников в таких границах по сравнению с границами общего типа
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на* -
-
VI Всесоюзной конференции "Текстуры и рекристаллизация в металлах и сплавах". - Свердловск, 12-14 марта, 1991 г.
-
Республиканской научно-технической конференции "Совер-иенствовшше' существующих и создание новых ресурсосберегающих технологий и оборудования в машиностроении, сварочном производстве и строительстве". - Могилев, 23-24 октября, 1991 г.
-
Второй конференции "Еысокоазотистые стали". - Киев, 21-23 апреля, 1992 г.
1. XIII Международной конференции "физика прочности и пластичности металлов и сплавов". - Самара, 28 июня - 2 июля, 1992 г.
-
I Международном семинаре "Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах". - Барнаул, 8-12 сентября, 1992 г.
-
VI семинаре с участием иностранных специалистов "Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов". - Екатеринбург, 22-26 марта, 1993 г.
7. Третьей международной конференции "Еысокоаэотистые стали". - Киев, 14-16 сентября, 1993 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 3 статьи и 8 в тезисах конференций. Список опубликованных работ приведен в конце автореферата
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 248 страниц, 65 рисунков и 10 таблиц. Список цитируемой литературы включает 228 наименований.
