Структуроутворення та деформаційне зміцнення при пластичній деформації вуглецевих сталей

При відпалі в поверхневих шарах Зі зменшенням товщини ГК прокату зростає товщина поверхневого шару крупних зерен. тонколистової гарячекатаної низьковуглецевої сталі через формування текстури з параметрами <110> [001] основним механізмом зростання зерен фериту є коалесценція. Обумовлено це малими кутами взаємної міжзеренної розорієнтації. В міру просування від поверхні в глибину металу вплив зазначеної текстури знижується, зменшується і середній діаметр зерна фериту. Змінивши механізм розвитку рекристалізаційних процесів, можна досягти вирівнювання структури по товщині прокату. Так, якщо увести визначену кількість дефектів кристалічної будови і розподілити їх таким чином, аби пропорційно d створити градієнт рушійних сил рекристалізації, при відпалі ГК металу відбудеться вирівнювання зеренної структури.

Зниження структурної неоднорідності здійснювали на ГК сталі 08кп (1,5 мм) з товщиною шару великих зерен до 30 % від товщини прокату. Як спосіб уведення дефектів кристалічної будови було обрано знакозмінний вигин, що дозволяє в широкому діапазоні змінювати кількість введених дефектів і їхній розподіл по товщині прокату. Ступінь деформації оцінювали за кутом охоплення металом деформуючого ролика. Мікроструктурні дослідження показали, що при відпалі (6800С) ГК металу швидке зростання d фериту внутрішніх об'ємів є основним чинником вирівнювання структури за перерізом. У металі ж, підданому знакозмінному вигину, здрібнювання поверхневих об'ємів прокату від d = 155 мкм до 50-55 мкм після відпалу і зростання тільки в 2 рази d середини листа (від 25 мкм до ~ 50 мкм) указує на досягнення рівномірної структури вже після 1-3 годин витримки. Порівняльний аналіз отриманих механічних властивостей ГК металу після відпалу при 6800С тривалістю 1-3 год. з попереднім знакозмінним вигином і без показав незначне розходження в рівні міцностних характеристик. На противагу цьому, відносне подовження (д4) і глибина лунки при випробуваннях за Еріксеном (IE) помітно відрізняються. Так, піддаючи метал знакозмінному вигину і наступному відпалу, можна досягти збільшення д4 від 30-37 % до 42-43 % і IE від 11,4 мм до 12,1 мм відповідно.

Таким чином, за рахунок знакозмінного вигину і наступного відпалу можна досягти значного вирівнювання структури фериту за товщиною прокату і, як наслідок цього, підвищення пластичних властивостей металу.

У сьомому розділі, на підставі вивчення закономірностей розвитку процесів деформаційного зміцнення вуглецевих сталей від різного сполучення структурних параметрів і умов навантаження розроблена технологія виробництва холоднотягнутого профільованого арматурного дроту з міцностними властивостями 600 і 800 Н/мм2 (А.с. СРСР 1708886). Розроблені і затверджені міжгалузеві технічні умови на термозміцнену катанку (ТУ 14-228-2-84, зміна 1, 1986 р., ТУ 14-15-161-87, зміна 1, 1989 р) і арматурний дріт (ТУ 14-4-1322-85, 14-4-1322-89). В умовах ”Криворіжсталі” і Західно-Сибірського меткомбінатів випущені партії термозміцненої катанки, які були перероблені метизним виробництвом в арматурний дріт підвищеної міцності. Економія металу від застосування арматурного дроту в будівництві за даними ВНДІМетизу та НДІЗБу склала до 25 кг/т дроту.

Розроблено способи одержання високоміцного стрижневого і бунтового прокату (А.с. СРСР 1705369 і А.с. СРСР 1491895). В умовах Західно-Сибірського меткомбінату випробувана технологія одержання бунтової арматури з міцністю 1800-1900 Н/мм2.

Використання співвідношення для оцінки критичної швидкості охолодження (Vкр.) при мартенситному перетворенні від об'ємної частки аустеніту (f): (А.с. СРСР 1421781) разом з встановленою залежністю властивостей сталі від кількості мартенситу та розміру зерна фериту (патенти України № 13083, РФ № 2031963) від дисперсності ферито-цементитної суміші (А.с. СРСР 1735391) дозволили розробити спосіб одержання ферито-цементито-мартенситних структур (А.с. СРСР 1407974, А.с. СРСР 1588782). Сталь з 0,8 % С із зазначеною структурою при міцності 800 Н/мм2 має 30 = 27 %.

Вивчення процесів акустичної емісії при розтяганні вуглецевої сталі з різними об'ємною часткою цементиту та розміром зерна фериту дозволило розробити спосіб визначення границі між областями пластичної деформації (патент РФ № 2031748).

Вивчення залежності рівня властивостей вуглецевих сталей від параметрів знакозмінного навантаження дало змогу розробити технологію атермічного знеміцнення холоднодеформованої сталі (А.с. СРСР 1421780). Піддаючи знакозмінній гнучко-розтяжній деформації (ГРД) низьковуглецеву холоднокатану на 60 % сталь, одержали збільшення 4 від 1,4 до 5 %. Вивчення процесів структурних змін при відпалі холоднотягнутої вуглецевої сталі та їх впливу на параметри деформаційного зміцнення і напругу необоротного руху дислокацій дало змогу удосконалити процес відпалу гарячекатаного тонколистового прокату. ГРД при температурах Ас1 прискорює розвиток процесів сфероїдизації і коалесценції цементиту (А.с. СРСР 1765205). Піддаючи знакозмінній гнучкій деформації термозміцнений прокат, досягли підвищення його комплексу властивостей (А.с. СРСР 1788036).

Результати наукових досліджень, зокрема, залежність параметрів деформаційного зміцнення від дисперсності та морфології структурних складових вуглецевих сталей були використані при розробці проектів державних стандартів ”Прокат сталевий. Метод визначення показника деформаційного зміцнення металу” і ”Прокат сталевий. Метод визначення показника термічного зміцнення металу”.

Основні висновки

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми - розвитку теорії структуроутворення в процесі деформування на основі пояснення механізму деформаційного зміцнення, формування та видозмін дислокаційних чарункових структур вуглецевих сталей з різним структурним станом, що необхідно для розробки технологій і технічних рішень, спрямованих на досягнення високого комплексу властивостей прокату.

1. Аналіз стану наукових досліджень стосовно залежності комплексу властивостей сталей від структурних параметрів показав, що розвиток теорії структуроутворення в процесі деформування на основі пояснення механізму деформаційного зміцнення, формування та видозмін дислокаційних чарункових структур вуглецевих сталей є актуальною проблемою.

2. Уперше одержані дані щодо механізму суб- і мікроструктурних змін у вуглецевих сталях від моменту зародження пластичної деформації через етапи еволюційних процесів внутрішньої перебудови, які дозволили пояснити шляхи досягнення заданого рівня зміцнювання металу з різним структурним станом.

3. Уперше одержано співвідношення, яке дає змогу оцінити щільність рухливих дислокацій для області поширення смуг Чернова-Людерса. Показано, що однією з причин зникнення площадки течії в низьковуглецевій відпаленій сталі є порушення визначеного розподілу дислокацій у фронті смуги деформації.

4. Уперше отримана залежність напруги необоротного руху дислокацій (0), яка заснована на адитивному внеску напруги тертя кристалічних ґрат, твердорозчинного зміцнення, стану міжзеренних границь і впливу від кількості рухливих дислокацій. Використання співвідношення для напруги необоротного руху дислокацій (0) дозволяє оцінити окремий внесок параметрів складових 0 і пояснити характер cубструктурних змін при деформації металу в області мікротечії.

5. Уперше встановлено, що в низьковуглецевій сталі з феритною структурою розмір чарунок, коефіцієнт деформаційного зміцнення і здатність до анігіляції дислокацій ростуть зі збільшенням розміру зерна фериту, що пояснює підвищення пластичності металу. У середньо- і високовуглецевих сталях зі зростанням дисперсності перліту зменшення розміру чарунок і зниження коефіцієнта деформаційного зміцнення супроводжуються зростанням рівномірності розподілу дислокацій і, як наслідок цього, підвищенням пластичності.

6. Уперше на підставі дослідження залежності енергії активації пластичної течії та щільності рухливих дислокацій від розміру зерна фериту й об'ємної частки глобулярного цементиту стало можливим пояснити причини, що викликають розвиток пластично нестабільної деформації - різке зниження пластичності після визначеного ступеня здрібнювання структури. Збільшення об'ємної частки цементиту при незмінному розмірі зерна фериту, приводячи до підвищення параметрів деформаційного зміцнення сталі, зрушують момент появи пластичної нестабільності убік більшої дисперсності структури.

7. Уперше показано, що формування щільності дислокацій у приграничних областях фериту від фазового наклепу при мартенситному перетворенні є причиною зниження напруги необоротного руху дислокацій та границі текучості тільки в тому випадку, якщо значна їхня кількість залишається рухливою. Оптимальне значення об'ємної частки мартенситу(fм) визначається моментом початку перекриття зон розподілу дислокаційної щільності від фазового наклепу.

8. Одержали подальший розвиток принципи формування багатофазних структур. Показано, що в результаті неповного розчинення карбідних часток, при витримках у температурному інтервалі б+г-області формується концентраційний градієнт вуглецю в аустеніті. При охолодженні зі швидкістю вищою за критичну одержуємо ферито-цементито-мартенситну структуру, яка представляє собою поліедричний ферит із глобулями цементиту, оточеними мартенситною фазою зі змінною твердістю від мінімального значення на границі з феритом, до максимального на границі з цементитом, що дозволяє досягати високої пластичності вуглецевої сталі (сталь з 0,8 % С при в а?б???Н/мм2 має д30= 27 %).

9. Уперше на підставі дослідження залежності напруги необоротного руху дислокацій, характеристик деформаційного зміцнення, процесів формування дислокаційної чарункової структури від величини попередньої деформації реверсивного навантаження стало можливим пояснити розходження в прояві ефекту Баушингера у вуглецевих сталях. Визначено, що для низьковуглецевих сталей прояв ефекту Баушингера обумовлений перерозподілом і анігіляцією неупорядкованих дислокацій та зв'язан з розміром зерна фериту. Для середньо- і високовуглецевих сталей зниження напруги течії після зміни знаку навантаження обумовлене перебудовою дислокаційної структури, яка відбувається вже після формування чарунок і обмежується їх розмірами.

10. Уперше показано, що у порівнянні з однонаправленим навантаженням реверсивна деформація зсуває момент початку розвитку процесів динамічного деформаційного старіння в вуглецевих сталях убік великих деформацій. Екстремальний характер зміни напруги необоротного руху дислокацій та коефіцієнта деформаційного зміцнення від ступеня попередньої деформації вказує на розвиток ефекту Баушингера, а зниження щільності рухливих дислокацій пояснює причини зрушення умов прояву динамічного деформаційного старіння за рахунок зміни співвідношення між часом чекання-взаємодії дислокації з атомом вуглецю і тривалістю її вільного руху.

11. Уперше встановлено, що у порівнянні з однонаправленим деформуванням при температурах до Ас1 зміна знаку навантаження супроводжується зростанням кількості аксіальної складової текстури <110> і ступеня розвитку сфероїдизації цементитних пластин перлітної колонії. Реверсивна деформація високовуглецевої сталі з поліедричною наддрібнозернистою структурою фериту при температурах до Ас1 супроводжується зниженням 0, зростанням коефіцієнту чутливості до швидкості деформації і відносного подовження від 100-110 % (однонаправлене деформування) до 200-210 %.

12. Уперше встановлено, що знеміцнення в результаті згино-розтяжного деформування пов'язане зі зменшенням загальної щільності дефектів кристалічної будови в холоднокатаних сталях, що мають дислокаційну чарункову структуру різного ступеня досконалості. Розвиток процесів детекстурування холоднокатаного металу та результати електронно-мікроскопічних досліджень вказують на зміни в чарунковій структурі.

13. Показано, що відпал при температурах до Ас1 дозволяє наблизити рівень властивостей тонколистового гарячекатаного прокату до холоднокатаного відпаленого. На основі аналізу структуроутворення при відпалі гарячекатаної сталі встановлено, що тільки після досягнення умов одночасного зниження напруги необоротного руху дислокацій й проникливості границь фериту розповсюдженню течії спостерігається приріст пластичності металу.

14. Залежності розвитку процесів деформаційного зміцнення у вуглецевих сталях з різним структурним станом від схеми формування дислокаційної чарункової структури дали змогу розробити технологію та технічні умови на виготовлення арматурного дроту з міцністю 600 і 800 Н/мм2 (використання такого дроту в будівництві дає економію металу до 25 кг/т дроту) та технологію виробництва дроту з міцністю 1800-1900 Н/мм2. На підставі цього були розроблені проекти державних стандартів на методи визначення показників деформаційного та термічного зміцнення.

15. При реверсивному навантаженні визначене зниження міцностних характеристик та зростання деформаційної зміцнюваності вуглецевих сталей, які обумовлені зниженням щільності рухливих дислокацій та змінами у дислокаційній чарунковій структурі, були використані при розробці технології атермічного знеміцнення холоднокатаної низьковуглецевої сталі. Додаткові до цього дані стосовно залежності процесів збірної рекристалізації фериту від глобулів цементиту дали змогу удосконалити технологію відпалу гарячекатаного металу.

16. Розроблені способи одержання прокату з різним структурним станом та зв'язаними з ним рівнями властивостей з урахуванням даних акустичної емісії та умов розвитку пластично нестабільної деформації і впливом мартенситної фази на процеси деформаційного зміцнення дали змогу розробити принципи формування багатофазних структур у вуглецевих сталях.

Основний зміст дисертації опублікований у роботах

1. Бабич В.К., Пирогов В.А., Вакуленко И.А. Влияние содержания углерода и структурного состояния на характеристики деформационного упрочнения углеродистых сталей //Проблемы прочности. - 1984. - № 4. - C.52-55.

2. Влияние размера зерна феррита на свойства конструкционных нелегированных сталей //Бабич В.К., Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Нестеренко А.М. // Изв. АН СССР. - Металлы. - 1984. - № 5. - C. 120-123.

3. Черненко В.Т., Вакуленко И.А., Друзин В.И. Влияние правки на свойства термоупрочненной в потоке стана угловой стали Ст3пс // Металлургическая и горнорудная промышленность. - Днепропетровск: Промінь. - 1985. - № 1. - C. 36-37.

4. Бабич В.К., Вакуленко И.А., Пирогов В.А. Свойства углеродистой стали со сверхмелкозернистой структурой и оценка ее стабильности при нагреве // Субструктурное упрочнение металлов и дифракционные методы исследования. - Киев: Наукова думка. - 1985. - C.57-58.

5. Бабич В.К., Пирогов В.А., Вакуленко И.А. Влияние частиц цементита на собирательную рекристаллизацию углеродистых сталей //Изв. АН СССР. - Металлы. - 1985. - № 6. - C. 96-99.

6. Бабич В.К., Вакуленко И.А., Пирогов В.А. Влияние температуры отпуска на свойства низкоуглеродистой стали с феррито-мартенситной структурой // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1986. - № 1. - C. 35-36.

7. Пирогов В.А., Фетисов В.П., Вакуленко И.А. Влияние структурных параметров на деформируемость углеродистых сталей при волочении // Сталь. - 1986. - № 10. - C.73-76.

8. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Бабич В.К. О связи величины 0 кривой деформации с параметрами уравнения Холла-Петча // Металлофизика. - 1986. - т.8. - № 6. - C. 61-64.

9. Пирогов В.А., Вакуленко И.А., Бабич В.К. Влияние содержания углерода и структурного состояния на деформационное упрочнение и деформируемость углеродистых сталей при волочении // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1987. - № 2. - C. 38-39.

10. Пирогов В.А., Вакуленко И.А., Бабич В.К. Влияние содержания углерода и температуры деформирования на свойства стали при реверсивном нагружении // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1987. - № 7. - C. 17-19.

11. Бабич В.К., Вакуленко И.А., Пирогов В.А. Зависимость величины 0 кривой растяжения от структуры и скорости деформирования металла // Доклады АН УССР. - серия А. Физ.-мат. и технич. науки. - 1987. - № 7. - C. 75-79.

12. Влияние теплой рихтовки на свойства холоднодеформированной углеродистой проволоки /Бабич В.К., Пирогов В.А., Вакуленко И.А., Фетисов В.П. //Изв. ВУЗов. - Черная металлургия.- 1987. - № 7. - C. 107-109.

13. Пирогов В.А., Михайлец Л.А., Вакуленко И.А. Структура и свойства термически упрочненной низкоуглеродистой стали после холодного деформирования //Черная металлургия. Бюллетень НТИ. - 1987. - вып.20. - C.32-33.

14. Пластическое течение конструкционной углеродистой стали со сверхмелким зерном феррита /Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Лисняк А.Г., Михайлец Л.А. // Повышение свойств и эксплуатационной надежности термически обработанного проката. -М.: Металлургия. - 1988. - C. 47-50.

15. Бабич В.К., Пирогов В.А., Вакуленко И.А. Коалесценция частиц цементита и влияние ее на рост зерна в углеродистых сталях // Механизмы упрочнения и свойства металлов. - Тула. - 1988. - с. 123-127.

16. Эволюция дислокационной структуры деформационного упрочнения и деформируемости углеродистых сталей при волочении /Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Бабич В.К., Михайлец Л.А., Сухомлин В.И. //Обработка металлов давлением. - Свердловск. - 1988. - C. 71-76.

17. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Бабич В.К. Свойства углеродистой стали с многофазной структурой // МиТОМ. - 1989. - № 7. - C.19-21

18. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Бабич В.К. К вопросу об оценке пластически нестабильного течения в стали //Проблемы прочности. - 1989.- № 7.- C. 24_26.

19. Вакуленко И.А., Пирогов В.А. Оценка условий развития пластически нестабильного течения стали // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. - 1989. - № 3. - C. 50-52.

20. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Бабич В.К. Пластическое течение стали со сверхмелким зерном феррита // Изв. АН СССР. - Металлы. - 1989. - № 4. - C. 145-147.

21. Влияние объемной доли аустенита при нагреве на свойства закаленной углеродистой стали /Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Бабич В.К., Лисняк А.Г. //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1989.- № 3.- C. 36-37.

22. Влияние структурообразования на свойства стали при термической и термопластической обработках /Бабич В.К., Пирогов В.А., Марцинив Б.Ф., Вакуленко И.А. //Черная металлургия. Наука-технология-производство. - М.: Металлургия. - 1989. - C. 323-331.

23. Знакопеременное деформирование - резерв повышения качества проката /Вакуленко И.А., Богачев Ю.А., Пирогов В.А., Чигринский В.А. - Днепропетровск: Днепропетровское областное правление ВНТО черной металлургии.-1991.- 37 с.

24. Влияние изгибно-растяжной деформации на свойства холоднокатаной листовой стали /Пирогов В.А., Вакуленко И.А., Богачев Ю.А., Чигринский В.А., Васильев Е.М. //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1989. - № 4. - C.17-18.

25. Вакуленко И.А., Лисняк А.Г. Применение метода акустической эмиссии для разделения областей пластического течения углеродистой стали //Заводская лаборатория. - 1990. - № 10. - C. 60-62.

26. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Галенко Г.В. Влияние частиц цементита на собирательную рекристаллизацию феррита низкоуглеродистой стали // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. - 1990. - № 11. - C. 66-67.

27. Вакуленко И.А., Михайлец Л.А., Пирогов В.А. Сбросообразование в углеродистой стали // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. - 1990. - № 12. - С. 43-45.

28. Производство холоднотянутой арматурной проволоки из термоупрочненной катанки / Вакуленко И.А., Михайлец Л.А., Колпак В.П., Погорелов А.И., Полторацкий Л.М., Чинокалов В.Я. //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1991. - № 1- С. 42-43.

29. Вакуленко И.А. Коалесценция цементита в низкоуглеродистой стали // Изв. АН СССР. Металлы. 1991. - № 3. - С. 73-76.

30. Вакуленко И.А., Бабич В.К. Влияние деформации на параметры уравнения Холла-Петча // Доклады АН УССР. - 1991. - № 6. - С. 88-91.

31. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Михайлец Л.А., Таран-Жовнир С.Ю. О структурных факторах, определяющих сопротивление микротекучести и деформационное упрочнение низкоуглеродистой стали //МиТОМ. - 1991. - № 10. - С. 11-12.

32. Деформирование по схеме изгиб-растяжение холоднокатаных низкоуглеродистых листовых сталей /Вакуленко И.А., Богачев Ю.А., Пирогов В.А., Чигринский В.А. // Известия АН СССР. Металлы. - 1991. - № 5. - С. 155-159.

33. Вакуленко И.А., Бабич В.К. Динамическое деформационное старение углеродистой стали при реверсивном деформировании //Доклады АН УССР. - 1991. - № 10. - С. 97-101.

34. Вакуленко И.А., Лисняк А.Г., Пирогов В.А. О срывах напряжения в области площадки текучести при растяжении углеродистой стали //Проблемы прочности. - 1992. - № 1. - С. 10-13.

35. Вакуленко И.А., Колпак В.П., Таран-Жовнир С.Ю. О параметрах пластического течения реверсивно деформируемой при повышенной температуре углеродистой стали //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. - 1992. -№ 4. - С. 39-41.

36. Вакуленко И.А., Пирогов В.А., Михайлец Л.А. Влияние холодного волочения и отпуска на свойства термоупрочненной в потоке стана стали 20хгс2 // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1992. - № 3. - С. 39-41.

37. Бабіч В.К., Вакуленко І.О. Про описання кривої розтягу вуглецевої сталі з площадкою текучості //Доповіді АН України. - 1992. - № 8. - С. 96-100.

38. Вакуленко И.А., Надеждин Ю.Л. О связи интенсивности импульсов акустической эмиссии с параметрами деформационного упрочнения углеродистой стали //Дефектоскопия. - 1992. - № 12. - С. 49-52.

39. Вакуленко И.А., Чигринский В.А., Пирогов В.А. Влияние режимов правки на свойства термоупрочненного фасонного проката //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1993. - № 1. - С. 42-44.

40. Вакуленко И.А., Богачев Ю.А., Пирогов В.А. Влияние изгибно-растяжного деформирования на свойства холоднотянутой высокоуглеродистой проволоки //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1993. - №2. - С. 33-34.

41. Вакуленко И.А., Надеждин Ю.Л., Емельянов В.М. О влиянии размера зерна феррита и объемной доли аустенита на зависимость скорости распространения звуковых колебаний от твердости стали //Дефектоскопия. - 1993. - № 7. - С.32-36.

42. Вакуленко И.А., Лисняк А.Г. Изменение акустической эмиссии в процессе деформирования углеродистой стали //Из.АН России. Металлы. -1993.- №4. - С.97-101.

43. Вакуленко И.А., Надеждин Ю.Л. Влияние скорости деформации на взаимосвязь параметров деформационного упрочнения и акустической эмиссии углеродистой стали //Физика и химия обработки материалов. - 1994. - № 1. - С.124-128.

44. Вакуленко И.А., Надеждин Ю.Л., Емельянов В.М. О влиянии структурных параметров и скорости деформации на температуру хрупкости углеродистой стали // Физика и химия обработки материалов. - 1994. - № 2. - С.151-155.

45. Вакуленко И.А., Лучкин В.С., Колтунов П.М. О факторах, влияющих на усталостную прочность низколегированной стали //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1994. - № 1. - С.31-32.

46. Вакуленко И.А., Надеждин Ю.Л. О влиянии процесса плавки термоупрочненного проката на энергию зарождения и роста трещин // Металлы. Российская АН. - 1994 № 6. - С.131-135.

47. Вакуленко И.А. О факторах, вызывающих пластически нестабильное течение углеродистой стали // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. - 1994. - № 9. - С.27-29.

48. Вакуленко И.А., Лисняк А.Г., Суровцева Т.Е. Акустико-эмисионные исследования процесса течения углеродистой стали // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. -К.: Наукова думка. - 1995.-С.239-242.

49. Кондратенко В.М., Вакуленко И.А., Суровцева Т.Е. Исследование деформационной способности многослойного проката // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. -К.: Наукова думка. - 1999. - Вып. 3. - С.267-274.

50. Вакуленко И.А., Левченко Г.В. Влияние структурных параметров мартенсита на прочность закаленной из (+ ) области малоуглеродистой стали // Металознавство та термiчна обробка металiв. - 2000. - №3. -С.57-61.

51. Вакуленко И.А., Марцинив Б.Ф. Структурные изменения низкоуглеродистой стали после изгибно-растяжного деформирования //Строительство, материаловедение, машиностроение. - Сер.: Стародубовские чтения. - 2001. - Вып. 12. - С. 91-92.

52. Вакуленко И.А., Левченко Г.В. Влияние процессов структурообразования при отжиге холоднодеформированных углеродистых сталей на сопротивление микротекучести // Металлы. - 2001. - №4. - С.55-59.

53. . Вакуленко И.А., Левченко Г.В. Исследование механизма атермического разупрочнения холоднокатаной низкоуглеродистой стали // Металознавство та термічна обробка металiв. - 2001. - №1. - С.9-12.

54. Вакуленко І.О., Левченко Г.В., Борисенко А.Ю. Про зв'язок опору мікротекучості та деформаційного зміцнення вуглецевої сталі // Металознавство та обробка металів.- 2001. -№3. -С.19-22.

55. Вакуленко И.А. О связи параметров деформационного упрочнения с процессами формирования ячеистой структуры при растяжении углеродистой стали //Металознавство та термічна обробка металів.-2001.-№4.-С.26-31.

56. Вакуленко И.А., Раздобреев В.Г. О деформационном упрочнении малоуглеродистой стали в области микротекучести //Металлы. - 2002.-№ 2.- С.100-102.

57. Вакуленко И.А., Куваев В.Н., Раздобреев В.Г. Исследование усталостной прочности термически упрочненной арматурной стали класса А-1000 // Вибрации в технике и технологиях. -2002.- № 1.- С.99-101.

58. Вакуленко И.А., Демина Е.Г., Здоровец С.А. Формирование структуры в тонколистовой низкоуглеродистой стали //Сб. научн. тр. ”Строительство, материаловедение, машиностроение”.-2002.- вып.15, ч.1. -С.236-237.

59. Влияние холодной пластической деформации на свойства термоупрочненной низколегированной стали /Вакуленко И.А., Раздобреев В.Г., Перков О.Н., Куваев В.Н. //Сб. научн. тр. Национальной горной академии Украины. -2002, т.3. - № 13. - С. 135-138.

60. Левченко Г.В., Вакуленко И.А., Симененко О.В. Деформационное упрочнение тонколистовой низкоуглеродистой стали //Металлургическая и горнорудная промышленность. -2002. -№ 8-9. -С.121-123.

61. Вакуленко И.А., Раздобреев В.Г. Связь величины критического раскрытия трещины с параметрами деформационного упрочнения углеродистой стали //Металлы.- 2003.-№ 1.- С.73-77.

62. Вакуленко И.А., Раздобреев В.Г. Влияние размера зерна феррита малоуглеродистой стали на процессы формирования полосы Чернова-Людерса //Доповіді НАН України. - 2003.-№ 1.-С. 72-76.

Додатково результати дисертації відображені в роботах:

63. Способ обработки проката из низколегированных сталей: А.с. 1407974 СССР, МКИ С21Д8/00 /В.А.Пирогов, И.А.Вакуленко, В.К.Бабич (СССР). №4110122/23-02; Заявлено 15.08.86; Опубл. 07.07.88, Бюл. № 25.-3с.

64. Способ термической обработки проката: А.с. 1421781 СССР, МКИ С21Д8/00 /В.А.Пирогов, Б.Ф.Марцинив, И.А.Вакуленко (СССР).- №4204160/23-02; Заявлено 12.12.86; Опубл. 07.09.88, Бюл. № 33.-4с.

65. Способ обработки полосы: А.с. 1421780 СССР, МКИ С21Д7/02 /Ю.А.Богачев, И.А.Вакуленко, А.П.Качайлов, О.Н.Кукушкин, Ю.Г.Куцов, В.А.Пирогов, В.А.Чигиринский (СССР) - №4219754/23-02: Заявлено 27.03.87; Опубл. 07.09.88. Бюл. № 33.- 3 с.

66. Способ обработки проката из углеродистых и низколегированных сталей: А.с. 1588782 СССР, МКИ С21Д8/00 /И.А.Вакуленко, В.А.Пирогов, В.К.Бабич (СССР).- №4322335/27-02; Заявлено 02.11.87; Опубл. 30.08.90, Бюл. № 32.-3с.

67. Способ изготовления высокопрочной прутковой арматуры из среднеуглеродистых легированных сталей: А.с. 1491895 СССР, МКИ С21Д9/52 / И.А.Вакуленко, И.Г.Гарнус, В.А.Пирогов, В.Г.Раздобреев, А.И.Погорєлов, А.И.Полторацкий, Е.М.Киреев (СССР).- №4295917/23-02; Заявлено 10.06.87; Опубл. 07.07.89, Бюл. № 25.-3с.

68. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей: А.с. 1708886 СССР, МКИ С21Д9/52 /И.А.Вакуленко, В.А. Пирогов (СССР).- №4746244/02; Заявлено 02.08.89; Опубл. 30.01.92, Бюл. № 4.-4с.

69. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей: А.с. 1705369 СССР, МКИ С21Д8/00 /И.А.Вакуленко, В.А.Пирогов, Л.А.Михайлец, С.Ю. Таран-Жовнір (СССР).- №4779341/02; Заявлено 09.01.90; Опубл. 15.01.92, Бюл. № 2.-3с.

70. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей: А.с. 1735391 СССР, МКИ С21Д8/0. /И.А. Вакуленко (СССР).- №4795227/02; Заявлено 27.02.90; Опубл. 23.05.92, Бюл. № 19.-3с.

71. Способ сфероидизирующей термической обработки проката из углеродистых и легированных сталей: А.с. 1765205 СССР, МКИ С21Д1/78. /И.А.Вакуленко, В.А.Пирогов, В.А.Чигринский, Ю.А.Богачев (СССР).- №4796593/02; Заявлено 27.02.90; Опубл. 30.09.92, Бюл. № 36.-3с.

72. Способ изготовления фасонного проката: А.с. 1788036 СССР, МКИ С21Д1/02. /В.А.Пирогов, И.А.Вакуленко, В.Т.Черненко, А.С.Кудлай, С.И.Морозов, В.А.Чигринский, Ю.А.Богачев, С.П.Куртуков (СССР).- №4878028/02; Заявлено 29.10.90; Опубл. 15.01.93, Бюл. № 2.-3с.

73. Пат. 2031748 РФ, МКИ 6В21В1/00. Способ определения положения границы между областями пластического течения при деформации метал лов: Пат. 2031748 РФ, МКИ 6В21В1/00 /И.А.Вакуленко, А.Г.Липняк (Украина), В.Я.Чинокалов (РФ) - № 5007343/27; Заявлено 31.10.91; Опубл. 27.03.95, Бюл. № 9.-2с.

74. Пат. 2031963 РФ, МКИ С21Д1/02, 1/78. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей с двухфазной структурой в виде мелкозернистого феррита и мелкодисперсного перлита: Пат. 2031963 РФ, МКИ С21Д1/02, 1/78. /В.А.Пирогов, И.А.Вакуленко (Украина)- №5007342/02; Заявлено 15.01.92; Опубл. 27.03.95, Бюл. № 9.-3с.

75. Пат. 13083 Україна, МКІ С21Д8/00. Спосіб виготовлення виробів з високовуглецевих сталей: Пат. 13083 Україна, МКІ С21Д8/00 /І.О.Вакуленко (Україна) - № 95320429; Заявлено 06.09.93; Опубл. 28.02.97, Бюл. № 1.-4 с.

Анотація

Вакуленко І.О. Структуроутворення та деформаційне зміцнення при пластичній деформації вуглецевих сталей. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.16.01 ”Металознавство та термічна обробка металів”. Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2003.

Дисертація присвячена розвитку теорії структуроутворення у процесі деформування на основі пояснення механізму деформаційного зміцнення вуглецевих сталей у різному структурному стані. На основі роздільного вивчення впливу розміру зерна фериту, морфології, дисперсності і розподілу карбідної фази в вуглецевій сталі на процеси зародження та поширення пластичної течії отримані роз'яснення механізму деформаційного зміцнення сталі та формування дислокаційних чарункових структур. Спільне вивчення структурних змін і деформаційного зміцнення в області малих пластичних деформацій низьковуглецевих сталей з ферито-мартенситними структурами, середньо- і високовуглецевих з дрібним поліедричним зерном фериту дозволило роз'яснити одержаний високий комплекс властивостей у сталях з складними ферито-цементито-мартенситними структурами.

Вивчення механізму деформаційного зміцнення в процесі реверсивного навантаження вуглецевих сталей, оцінка при цьому ролі структурного стану металу дозволило цілеспрямовано, залежно від температурно-швидкісних параметрів навантажень, розробити заходи щодо зміни характеру поведінки вуглецевої сталі при деформації.

На основі досліджень структурних змін і деформаційного зміцнення вуглецевих сталей при реверсивному навантаженні розроблена технологія атермічного знеміцнення холоднокатаного прокату.

Порівняльний аналіз розвитку процесів деформаційного зміцнення залежно від структурних параметрів низьковуглецевої, тонколистової гаряче- і холоднокатаної відпаленої сталі дозволив розробити режими відпалу гарячекатаного прокату, які дали можливість підвищити комплекс властивостей металу.

Ключові слова: вуглецеві сталі, деформаційне зміцнення, дислокаційні чарункові структури, ферит, цементит.

Аннотация

Вакуленко И.А. Структурообразование и деформационное упрочнение при пластической деформации углеродистых сталей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.16.01 ”Металловедение и термическая обработка металлов”. Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск, 2003.

Диссертация посвящена развитию теории структурообразования в процессе деформирования на основе объяснения механизма деформационного упрочнения углеродистых сталей, находящихся в различном структурном состоянии. На основе раздельного изучения влияния размера зерна феррита, морфологии, дисперсности и распределения карбидной фазы в углеродистой стали на процессы зарождения и распространения пластического течения дается объяснение механизма деформационного упрочнения стали и формирования дислокационных ячеистых структур. Анализ зависимости параметров деформационного упрочнения и качественных изменений дислокационной структуры от степени деформации в области однородного деформационного упрочнения объясняет природу различного поведения низко- и высокоуглеродистых сталей при холодной деформации. Совместное изучение структурных изменений и деформационного упрочнения в области малых пластических деформаций низкоуглеродистых сталей с феррито-мартенситными структурами, средне- и высокоуглеродистых с мелким полиэдрическим зерном феррита позволило объяснить достигаемый высокий комплекс свойств.

Изучение механизма деформационного упрочнения в процессе реверсивного нагружения углеродистых сталей, оценка роли структурного состояния металла позволило объяснить причины, приводящие к изменению характера поведения углеродистой стали при деформации. По сравнению с однонаправленной деформацией изменение знака деформации приводит к эффекту частичного подавления развития процессов динамического деформационного старения в среднем интервале температур и росту пластичности, примерно в 2 раза при температурах деформирования до Ас1.

На основе исследований структурных изменений и деформационного упрочнения углеродистых сталей при реверсивном нагружении разработана технология атермического разупрочнения холоднокатаного проката, представляющая собой знакопеременный изгиб, при напряжениях растяжения 0,2-0,3 0,2. В результате этого достигается разупрочнение и рост пластичности металла.

Анализ развития процессов деформационного упрочнения от структурных параметров низкоуглеродистой тонколистовой горяче- и холоднокатаной отожженной стали позволил разработать режимы отжига горячекатаного проката, которые дали возможность повысить комплекс свойств металла.

Ключевые слова: углеродистые стали, деформационное упрочнение, дислокационные ячеистые структуры, феррит, цементит.

Summary

Vakulenko I.A. The evolution of microstructure and strain hardening carbon steels under plastic deformation. - Manuscript.

Dissertation on competition the scientific degree of doctor of the technical sciences according to speciality 05.16.01 “Physical-metallurgy and heat treatment of metals”. National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, 2003.

The dissertation is devoted to the strain hardening theory development to explain the evolutional processes of structure formation during the plasticity deformation in connection with properties of carbon steel separate are studied the carbon steel ferrite grain dimensions influence, the morphology, the dispersion and distribution of the carbide phase in middle - and high-carbon steel on the processes of formation dislocation cell structures and spreading the plastic flow. The received common regularities allow evaluating of the strain hardening role from the moment of the first plastic deformation acts.

The studying of the strain hardening mechanism in the carbon steel by reversible loading, and estimation by that the role of metal structural state, allows, in dependence of thermal-speed parameters of loading, to work-out the measures of change the character behaviour of the carbon steel by deformation.

On the base of the structure changes and the carbon steel strain hardening by reversible loading was worked out the non-thermal technology of the cold-rolled steel weakening.

On this base the hot-rolled sheet annealing regimes were developed , which allows to increase the structure informity by section and to reach the complex of properties of the cold rolled annealed steel level.

Key-words: carbon steels, strain hardening, dislocation cell structures, ferrite, cementite.

Размещено на Allbest.ru