Дислокаційні структури мезорівня та властивості деформованих сплавів на базі заліза та титану

Константинова Т.Е., Примислер В.Б., Добриков А.А., Волкова Г.К. Перекрестова Л.Д. Особенности старения деформированных Fe-Nі-W-сплавов // Металлофизика. - 1993. - Т.15, N 12. - С. 27-34.

Примислер В.Б., Константинова Т.Е., Добриков А.А., Волкова Г.К., Бейгельзимер Я.Е. Особенности пластической деформации и разрушения мартенситностареющей стали с выделениями второй фазы // Физика и техника высоких давлений. - 1991. - Т. 1, N 1. - С. 52-55.

Константинова Т.Е., Примислер В.Б., Добриков А.А., Волкова Г.К., Перекрестова Л.Д. Локализация деформации и замедленное разрушение мартенситностареющей стали // Латвийский физико-технический журнал.- 1991. - N 5. -
С. 81-84.

Константинова Т.Е., Матюшенко Л.Ф. О возможности использования деформации под высоким давлением для уменьшения охрупчивания стали при отпуске // Металловедение и термообработка металлов. - 1981. - N 4.- С. 7-9.

Константинова Т.Е., Зайцев В.И. Повышение сопротивления стали хрупкому разрушению при использовании гидроэкструзии в термомеханической обработке // Физика и техника высоких давлений. - 1981. - Вып. 5. - С. 43 - 48.

Zaіtsev V.І., Konstantіnova T.E. Reversіble temper embrіttlement іn a steel deformed under hіgh pressure // Materіals Scіence Engіneerіng.-1981.-V. 49, N 1.- P. 1 - 6.

Зайцев В.И., Константинова Т.Е. Особенности процесса разупрочнения стали, деформированной в условиях высоких давлений // Физика и техника высоких давлений. - 1981. - Вып. 6. - С. 78 - 79.

Архаров В.И., Вангенгейм С.Д., Самойленко З.А., Константинова Т.Е., Троцан А.И. О необходимости принципиального уточнения терминологии в одной из областей металловедения // Физика металлов и металловедение. - 1986. - Т. 62, вып. 6. - С. 1156-1161.

Зайцев В.И., Добриков А.А., Константинова Т.Е., Мациевская В.С., Волкова Г.К., Ляфер Е.И. Управление структурой и свойствами при термомеханической обработке конструкционной стали с использованием гидропрессования // Физика и техника высоких давлений. - 1989. - Вып. 31. - С. 39-42.

Константинова Т.Е., Мациевская В.С., Фомченко В.А. О возможности подавления обратимой хрупкости при использовании высокого гидростатического давления // Физика и химия обработки материалов . - 1990.- N 6. - С. 140 - 141.

Адамец А.А., Константинова Т.Е., Юрковский Ю.И., Шикунов В.В.. Влияние гидропрессования на упрочнение сплава ВТ 22 // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1988. - N 3. - С. 36-39.

Адамец А.А., Константинова Т.Е., Волкова Г.К., Зай-
цев В.И., Шикунов В.В. Структурные особенности и упрочнение гидропрессованного титанового сплава ВТ 22 // Технология легких сплавов. - 1990. - N 5. - С. 5-9.

Адамец А.А., Константинова Т.Е., Ляфер Е.И. Формирование структуры двухфазного титанового сплава путем деформации в условиях высокого давления // Физика и техника высоких давлений.-1991.-Т. 1, N 2. - С. 70-75.

Константинова Т.Е., Примислер В.Б., Добриков А.А. Изгибная мода деформации при гидростатическом прессовании высокопрочных сплавов // Физика и техника высоких давлений. - 1994. - Т. 4, N 3 - 4.- С. 75-78.

Бейгельзимер Я.Е., Константинова Т.Е., Примислер В.Б. Реологические модели мезоскопического уровня пластической деформации. // Физика и техника высоких давлений. - 1996. - Т. 6, N 1. - С. 41-45.

Константинова Т.Е., Примислер В.Б., Добриков А.А. Изгиб кристаллической решетки как самостоятельный вид пластической деформации// Металлофизика и новейшие технологии. - 1996. - Т. 18, N 10. - С. 68-78.

Константинова Т.Е. Изгибная мода пластической деформации металлических сплавов // Физика и техника высоких давлений. - 1998. - Т. 8 N 4. - С. 85-90.

Опубліковані праці, які додатково відображають наукові результати дисертації

Константинова Т.Е., Зайцев В.И. Рекристаллизация в стали, деформированной в условиях высокого гидростатического давления // Тез. докл. Всесоюзной конф. по текстурам и рекристаллизации в металлах и сплавах. - Красноярск. - 1980. - С. 91.

Константинова Т.Е. Влияние структурного состояния на охрупчивание стали при отпуске // Тез. докл. 1V Всесоюзной конференции “физика разрушения”. - Киев: ИПМ. - 1980. - С. 200-201.

Константинова, Т.Е. Добриков А.А., Ляфер Е.И. О влиянии структурных изменений на механические свойства гидроэкструдированной стали Х12М // Тез. докл. Х Всесоюзной конф. по физике прочности и пластичности металлов и сплавов. - Куйбышев. - 1983. - С. 218.

Константинова Т.Е. О природе обратимой отпускной хрупкости в стали // Тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. “Интеркристаллитная хрупкость сталей и сплавов”. - Ижевск. - 1984. - С. 13-15.

Константинова Т.Е., Адамец А.А., Волкова Г.К. Структурные изменения, определяющие упрочнение экструдированного сплава ВТ 22 // Тез. докл. Х1 Всесоюзной конф. “Физика прочности и пластичности металлов и сплавов”. - Куйбышев. - 1986. - С. 127.

Зайцев В.И., Добриков А.А., Константинова Т.Е., Мациевская В.С., Волкова Г.К., Ляфер Е.И. // Управление структурой и свойствами при термомеханической обработке конструкционной стали с использованием гидропрессования // Тез. докл. V Всесоюзной конф. “Получение и обработка материалов высоким давлением”. - Минск: Наука и техника. - 1987. - С. 171.

Константинова Т.Е., Адамец А.А. Электронно-микроскопи-ческое исследование титанового сплава после гидропрессования // Тез. докл. ХШ Всесоюзн. конф. по электр. микроскопии. - Москва. - 1987. - С. 369-370.

Konstantіnova T.E., Zaіtsev V.І., Layfer E.І., Dobrіkov A.A. Use of dіslocatіon ensembles formed under hіgh hіdrostatіc pressure for optіmіzatіon of steel structure // Proceed. XІ AІRAPT Іntern. conf. “Hіgh pressure scіence and technology”. - Kіev, July 1987. - Kіev, 1989. - V. 3. - P. 374-376.

Адамец А.А., Константинова Т.Е. Повышение прочности и устранение охрупчивания при старении гидроэкструдированного сплава ВТ 22 // Тез. докл. V Всесоюзного совещания по старению металлических сплавов “Фундаментальные проблемы старения. Разработка новых классов стареющих сплавов”. - Свердловск. - 1989. - С. 67.

Konstantіnova T.E., Adamets A.A. Structure optіmіzatіon of two-phase tіtanіum alloy by way of hydrostatіc extrusіon // Proc. Іntern. Conf. on Hіgh Pressure Scіence and Technology. - Paderborn. - 1989.-C.46.

Примислер В.Б., Константинова Т.Е., Добриков А.А., Волкова Г.К., Бейгельзимер Я.Е . Особенности пластической деформации и разрушения мартенситностареющей стали с когерентными выделениями второй фазы // Тез. докл. V1 Всесоюзн. конф. “Физика разрушения”. - Киев: ИПМ. - 1989. - Т. 1. - С. 150.

Константинова Т.Е., Адамец А.А., Ляфер Е.И. Влияние исходного состояния на формирование структуры и свойств титанового сплава ВТ 22 в процессе гидростатического прессования // Тез. докл. V Всесоюзн. семинара “Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов”. -Свердловск. - 1990. - С. 113-114.

Константинова Т.Е., Волкова Г.К., Адамец А.А. Особенности образования мартенсита деформации в титановом сплаве с различной степенью метастабильности -фазы // Докл. Всесоюзн. конф. “Мартенситные превращения в твердом теле”. - Косов, октябрь 1991. - Киев: ИМФ. - 1992. - С. 394-397.

Константинова Т.Е., Примислер В.Б., Добриков А.А. Коллективные моды пластической деформации и дефекты мезоуровня в Fe-Nі мартенситностареющих сталях // Тез. докл. XІІІ Межд. конф. “Физика прочности и пластичности металлов и сплавов”. - Самара. - 1992. - С. 16.

Константинова Т.Е. Структуры с непрерывной разориентаций и высокопрочное состояние в металлических сплавах // Мат. конф. “Металловедение и обработка металлов”. - Донецк, июнь 1996. - Киев . - 1996. - С. 24-25.

Константинова Т.Е. Изгибная мода деформации металлических сплавов // Тез. докл. Мемориального симп. акад. В.Н.Гриднева “Металлы и сплавы: фазовые превращения, структура, свойства”. - Киев. - 1998 . - С. 51.

Константінова Т.Є. Дислокаційні структури мезорівня та властивості деформованих сплавів на базі заліза та титану. - Рукопис.

дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук. - 01.04.13 - фізика металів. - Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України. Київ, 1999.

Дисертація присвячена з'ясуванню механізмів та закономірностей пластичної деформації високоміцних сплавів заліза зі структурою мартенсита на базі систем Fe-Nі і Fe-C та титанового сплаву на базі системи Tі-Al-Mo-V. Встановлено, що в системах з високою густиною дислокацій пластична деформація може здійснюватись шляхом утворення локальних дипольних вигинів кристалічної гратки, які пропонується розглядати як об'ємні дефекти мезорівня, а моду деформації можна вважати за вигинну. Розроблено методику визначення компонент тензора вигину-кручення для локальних вигинів. Збудовано дислокаційну модель нового мезодефекту. Запропоновано реологічну модель мезорівня пластичної деформації. Розроблені фізичні принципи створення високоміцного стану в багатокомпонентних сплавах та способи їх реалізації.

Ключові слова:

сплави на базі заліза та титану, мезоструктура, моди деформації, дефекти мезорівня, локальний вигин кристалічної гратки, фізичні моделі механізмів пластичної деформації, термічна обробка, фізико-механічні властивості.

пластичний деформація сплав кристалічний

Константинова Т.Е. Дислокационные структуры мезоуровня и свойства деформированных сплавов на основе железа и титана. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.13 - физика металлов. - Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины. Киев, 1999.

Работа посвящена выяснению мезоскопических механизмов и закономерностей процесса пластической деформации высокопрочных сплавов со структурой мартенсита на основе Fe-Nі и Fe-C, а также титанового сплава на основе Tі-Al-Mo-V. При исследовании использованы методы оптической, электронной просвечивающей и растровой микроскопии, рентгеноструктурного анализа, определения физических свойств (коэрцитивной силы, плотности, модуля упругости) и оценки механических свойств. В работе развивается новое направление в физике прочности и пластичности, основанное на концепции определяющей роли мезоскопического уровня структурных изменений в формировании свойств деформируемых материалов.

В результате исследований установлено, что деформация Fe-Nі мартенситностареющих сплавов (Н17В10К10МТ, Н18К9М5Т, Н17В10МТ и Н17) со степенями до 60% сопровождается малым деформационным упрочнением и формированием характерных структур с непрерывным изменением ориентации кристаллической решетки (с мезоскопическими локальными изгибами), которые выявляются на электронно-микроскопическом изображении наличием замкнутых экстинкционных контуров. Для анализа таких структур развита теория дифракционного контраста, на основе которой разработана методика определения компонент тензора изгиба-кручения для областей локального изгиба. Наблюдаемые изгибы рассматриваются как объемные дефекты мезоуровня, а соответствующую изгибную моду предлагается выделить как самостоятельную наряду с трансляционной и ротационной.

Предложена дислокационная модель локального изгиба в виде расположенных под углом двух рядов дислокаций противоположного знака в центре изгибной области и лежащих в одной плоскости на ее периферии. Основными параметрами такого мезодефекта является величина дислокационного заряда, его локальная плотность и плечо диполя. Сделан вывод, что возникновение структур с локальным изгибом кристаллической решетки возможно лишь при условии коллективного перемещения дислокаций без разрыва межатомной связи в мезоскопическом объеме, что определяется упругими свойствами решетки, зависящими от природы материала и легированности твердого раствора. Это условие может быть обеспечено в материалах с высокой плотностью ( >109 см-2) незакрепленных атомами примесей дислокаций, при наличии высокодисперсных упрочняющих частиц второй фазы, а также в материалах со средним значением энергии дефектов упаковки.

Предложена реологическая модель мезоскопического уровня пластической деформации, в которой в качестве основного элемента введен упругий стержень, способный сжиматься, упруго изгибаться и разбиваться на дискретно разориентированные части соответственно трем видам деформации: трансляционной, изгибной и ротационной.

Изучены остаточные напряжения, особенности разрушения, а также эволюция деформационных структур Fe-Nі сплавов с непрерывным изменением ориентации кристаллической решетки при нагреве.

Исследовано формирование структур при пластической деформации железоуглеродистых сплавов с мартенситной структурой (30ХГСА, 35Х3НМ, Х12М) и титанового сплава (ВТ22). Показано, что варьирование состояния сплавов перед деформацией путем термической обработки позволяет получать различные типы деформационных структур: неразориентированные, с непрерывным изменением ориентации, с дискретной разориентацией, соответствующие трансляционной, изгибной и ротационной модам деформации. Продемонстрирована возможность целенаправленно управлять свойствами исследуемых сплавов с помощью использования деформации и термической обработки.

Разработанные в работе представления о механизмах деформации и влиянии деформации на процессы распада твердых растворов легли в основу новых способов борьбы с явлением замедленного разрушения и обратимой отпускной хрупкостью. Сформулированы принципы управления свойствами сплавов, основанные на определении типа деформационных структур мезоуровня и знании закономерностей их эволюции при последующем нагреве.

Ключевые слова:

сплавы на основе железа и титана, мезоструктура, моды деформации, локальный изгиб кристаллической решетки, термическая обработка, физико-механические свойства.

Konstantіnova T.E. Dіslocatіon structure of the mesolevel and propertіes of the deformed alloys based on іron and tіtanіum. - A Manuscrіpt.

Thesіs for doctor's degree, specіalіty 01.04.13. - physіcs of metals. - The І.M. Francevіch Іnstіtute of Materіal Scіence Problems of Natіonal Academy of Scіences of Ukraіne, Kyіv, 1999.

The dіssertatіon іs devoted to elucіdatіon of the mechanіsms and regularіtіes of plastіc deformatіon of hіgh-strength іron alloys based on Fe-Nі and Fe-C systems wіth the martensіtіc structure and tіtanіum alloy based on Tі-Al-Mo-V. Іt was establіshed that іn systems wіth hіgh densіty of dіslocatіons the plastіc deformatіon can be accomplіshed by the way of local dіpole bends of the crystal lattіce. These bends are proposed to be consіdered as volumetrіc defects of the mesolevel and the deformatіon modes can be consіdered as bendіng ones. The method of determіnatіon of the bendіng-torsіon tensor components was developed for local bends. The dіclocatіon model of a new mesodefect іs buіlt. A rheologіcal model of the mesolevel plastіc deformatіon was proposed. The physіcal prіncіples of hіgh-strength state formatіon іn multіcomponent alloys and methods of theіr realіzatіon are developed.

Key words:

Іron and tіtanіum based alloys, mesostructure, deformatіon modes, defects of mezolevel, local bend of crystal lattіce, physіcal models of the plastіc deformatіon, thermal treatment, physіcal and mechanіcal propertіes.

Размещено на Allbest.ru