КОМПЛЕКСНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПУТЕМ ОБЪЕМНОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ

Авторы
Файлы

Яковлева С.П. Махарова С.Н. Мордовской П.Г. Борисова М.З. Статья в формате PDF 251 KB

Создание материалов, обладающих оптимальным сочетанием свойств в тех или иных условиях эксплуатации, - одна из актуальных задач современного материаловедения. Среди наиболее эффективных методов повышения эксплуатационных свойств металлических материалов - уменьшение среднего размера зерна. Используя методы интенсивной пластической деформации равнокaнaльным угловым (РКУ) прессованием, можно добиться целенаправленного формирования нано- и субмикрокристаллических структур.

Ранее нами была исследована возможность применения комбинированной обработки холодным (при 20 °С) РКУ прессованием с последующим отжигом для получения объемных беспористых ультрамелкозернистых сплавов с нанокристаллическими элементами структуры. По результатам этих исследований были сделаны выводы о формировании при использованных режимах в ферритно-перлитной стали 09Г2С субмикрокристаллических и наноразмерных (первые десятки нанометров) элементов структуры. Получение субмикрокристаллической структуры, упрочненной наночастицами карбидов, обусловило достижение высокопрочного состояния стали 09Г2С: при режиме «холодное РКУП + отжиг при 350 °С» предел текучести и предел прочности увеличились втрое и составили соответственно 985 и 1400 МПа; относительное удлинение при этом снизилось до 3 % [1].

Цель данной работы - экспериментальное обоснование перспективности применения метода холодного РКУ прессования с последующим низкотемпературным отжигом для повышения комплекса эксплуатационных свойств (прочности, ударной вязкости, износостойкости) стали 09Г2С, в том числе при умеренно низких температурах.

Материал и методика эксперимента

Эксперименты проведены на широко используемой в условиях холодного климата стали 09Г2С. Для холодного РКУ прессования при 20 °С использовали цилиндрические образцы Ø20×80 мм; угол пересечения каналов 90°, число проходов 2. Образцы после РКУП отжигали в течение 1 часа при 350 и 450 °С.

Для определения ударной вязкости материала KCV использованы образцы Шарпи с размерами 5×10×55 по ГОСТ 9454-78; температуры испытаний 20° и -40 °С.

Испытания на износ в условиях трения скольжения проводились по схеме «диск-палец», граничная смазка - машинное масло. Контртело - диск Ø50 мм с газотермическим покрытием из порошка ПР-Н70Х17С4Р4. Нагрузка при испытаниях 170 Н, частота вращения вала 5 об/с. Массовый износ образцов замеряли поэтапно через определенное число циклов трения (всего 36000 циклов).

Основные результаты

При положительной температуре испытаний для всех ультрадисперсных состояний стали 09Г2С получено многократное увеличение ударной вязкости: значение KCV при 20 °С повысилось до 0,45-0,63 МДж∙м^-2 против 0,22 МДж∙м^-2 в исходном крупнозернистом состоянии; при -40 °С ударная вязкость сохранилась неизменной (в среднем, как и для исходного состояния, KCV = 0,13 МДж∙м^-2).

Исследование трибологических свойств в условиях трения скольжения стали 09Г2С в зависимости от уровня дисперсности ее структуры показало, что появление наноразмерных карбидных частиц в субмикрокристаллической структуре значительно улучшило износостойкость: массовый износ и интенсивность изнашивания уменьшились более чем в 2 раза, причем на стадии приработки для материала, обработанного по режиму «холодное РКУП + отжиг при 350 °С», снижение массового износа составило 2,7 раза, интенсивности изнашивания - 3,4 раза. Повышение общей износостойкости при росте ее значения на стадии приработки считается более благоприятным с позиций трибологии.

Выводы. Нано-, субмикрокристаллические структуры, образующиеся в стали 09Г2С при холодном РКУ прессовании в сочетании с низкотемпературным отжигом, обеспечили технически значимое улучшение комплекса эксплуатационных свойств: прочности (до 3 раз), сопротивления хрупкому разрушению (при комнатной температуре ударная вязкость KCV повысилась в ~3 раза, при -40 °С сохранилась неизменной) и износу (массовый износ и интенсивность изнашивания снизились более чем в 2 раза).

Исследования выполнены при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований президиума РАН (проект 7.3).

Список литературы

Яковлева С.П., Махарова С.Н. Механические свойства стали 09Г2С при низкотемпературном отжиге после холодного равнокaнaльного углового прессования // Изв. Самарского научного центра РАН. - 2010. - Т. 12, № 1. - С. 589-591.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРОВ

Статья в формате PDF 118 KB...

04 05 2024 5:14:21

ИНФОРМАТИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ (учебное пособие для вузов)

Статья в формате PDF 112 KB...

03 05 2024 6:32:40

КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЛЕЧЕНИЯ ХРОНИЧЕСКОГО ГЕНИРАЛИЗОВАННОГО ПАРОДОНТИТА ПРИ ПОМОЩИ ЛАЗЕРНОЙ ДОППЛЕРОВСКОЙ ФЛУОМЕТРИИ

Статья в формате PDF 127 KB...

02 05 2024 20:36:26

РОЛЬ И МЕСТО ОПЕРАТИВНОЙ ЭНДОСКОПИИ В ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ПАНКРЕАТИТА

Статья в формате PDF 862 KB...

01 05 2024 12:17:45

КОНЦЕПТУАЛИЗАЦИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ: НОРМАТИВНЫЙ АСПЕКТ

Статья в формате PDF 87 KB...

30 04 2024 16:44:47

Информация о проведении заочных электронных конференций 20-25 февраля 2005 г. Российской Академии Естествознания

Статья в формате PDF 89 KB...

29 04 2024 4:59:26

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ СРЫВА ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ МАТЕРИ ПО ОТНОШЕНИЮ К АНТИГЕНАМ ПЛОДА КАК ВЕДУЩЕГО ФАКТОРА ИММУНОАЛЛЕРГИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ГЕСТОЗА СООБЩЕНИЕ I. РОЛЬ НАРУШЕНИЙ ИНВАЗИИ ТРОФОБЛАСТА В СТЕНКУ МАТКИ И НЕ

Анализ данных литературы свидетельствует о том, что инициирующими патогенетическими факторами развития гестоза являются недостаточность инвазии трофобласта в стенку матки и неполноценность плацентации, то есть ограничение ее поверхностной плацентарной площадкой. Последнее обусловлено генетически детерминированными факторами, в частности, аномалиями структуры интегринов, приводящими к нарушению инвазии трофобласта в децидуальную оболочку матки, в том числе в маточно-плацентарные артерии. При этом в сосудах плаценты и субплацентарной зоны сохраняются мышечные элементы, реагирующие развитием спазма и ишемии на действие вазопрессорных нервных и гумopaльных влияний. ...

28 04 2024 13:11:58

Пролиферативная активность и апоптоз эпителиоцитов пищевода при гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и пищеводе Баррета

Статья в формате PDF 110 KB...

27 04 2024 20:12:43

КИНЕТИКА ПРОДУКТОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В МИОКАРДЕ ЖИВОТНЫХ ПРИ ВВЕДЕНИИ В ОРГАНИЗМ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Статья в формате PDF 115 KB...

26 04 2024 2:17:23

ВЛИЯНИЕ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ В ПРИОХОТЬЕ (НА ПРИМЕРЕ РУДНИКА «РЯБИНОВЫЙ»)

Статья в формате PDF 118 KB...

25 04 2024 17:25:17

АРХИТЕКТУРНОЕ ОСВОЕНИЕ АКВАТОРИИ С УЧЕТОМ ПРИРОДНОКЛИМАТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ (НА ПРИМЕРЕ АЭРОПОРТА

Статья в формате PDF 129 KB...

24 04 2024 23:53:24

ЛИЧНОСТНЫЕ АКЦЕНТУАЦИИ У ЗАКЛЮЧЕННЫХ

Статья в формате PDF 118 KB...

23 04 2024 5:21:35

ИНВАЛИДНОСТЬ В КОНТЕКСТЕ ТЕОРИИ ЖИЗНЕННОГО МИРА ЛИЧНОСТИ

Статья в формате PDF 141 KB...

22 04 2024 12:20:44

ИССЛЕДОВАНИЕ СЕНСОРНОГО БАРЬЕРА В РАБОТЕ С ИЗМЕНЕННЫМИ СОСТОЯНИЯМИ СОЗНАНИЯ

Статья в формате PDF 124 KB...

21 04 2024 19:50:13

ИНТЕГРАЦИЯ. РУССКИЕ ВОПРОСЫ – ЕВРОПЕЙСКИЕ ОТВЕТЫ

Статья в формате PDF 132 KB...

20 04 2024 12:44:44

МЕТОД ВСТРЕЧНЫХ ПОТОКОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ

Статья в формате PDF 138 KB...

19 04 2024 6:20:44

ДОСТУПНОСТЬ АНТИРЕТРОВИРУСНОЙ ТЕРАПИИ ДЛЯ ВИЧ-ПОЗИТИВНЫХ ПАЦИЕНТОВ

Статья в формате PDF 99 KB...

18 04 2024 4:24:43

СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ВУЗОВСКОЙ НАУКИ

Статья в формате PDF 77 KB...

17 04 2024 1:35:24

Профессиональная иноязычная коммуникация в технической сфере

Статья в формате PDF 256 KB...

16 04 2024 12:43:38

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕПРОДУКТИВНОЕ ЗДОРОВЬЕ ДЕТЕЙ

Статья в формате PDF 123 KB...

15 04 2024 12:54:54

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕАКТИВНОСТИ АРТЕРИЙ КИШЕЧНИКА И КОНЕЧНОСТИ К МЕЗАТОНУ ПОСЛЕ 30 ДНЕЙ

После 30  дней адаптации к холоду прессорное действие мезатона на артериальное русло тонкого кишечника уменьшается исключительно за счет снижения чувствительности а1-адренорецепторов на 21 %, а количество активных а1-адренорецепторов нормализовалось. В артериях конечности изменения чувствительности и количества а1-адренорецепторов артерий к мезатону было противоположно кишечнику. Чувствительность а1-адренорецепторов артерий конечности к мезатону нормализовалась и была равна контролю. А количества активных альфа-1-адренорецепторов артерий кожно-мышечной области к мезатону было меньше контроля на 10,3 %. ...