93
Ранее приведенные данные показывают, что наиболее существенное развитие изотермическое γ → ε
превращение получает после стабилизации аустенита, вызванной многократными γ → ε переходами. В
связи с этим исследовали влияние числа циклов по схеме 400 ↔ 20
о
С на изменение твердости и
фазового состава стали 07Г22 в процессе последующей выдержки при нормальной температуре.
Увеличение числа термоциклов снижает исходную твердость и приводит к образованию аустенитной
структуры, но после двух суток вылеживания твердость достигает исходного уровня. Количество ε-фазы
при этом соответствует 50 %, но ее образование происходит более постепенно, чем в закаленном
состоянии. Изменение фазового состава в процессе растяжения образцов непосредственно после 10
термоциклов 400 ↔ 20
о
С и после выдержки в течение двух суток при нормальной температуре
приведено на рис. 3.35, б. Мартенситные кривые деформации после термоциклов по характеру
аналогичны полученным после закалки и длительной выдержки при нормальной температуре. Различие
заключается лишь в том, что прирост количества ε-фазы до максимального значения при растяжении
образцов после термоциклирования и выдержки двух суток существенно больше, чем после закалки и
аналогичной выдержки. Деформация, при которой образуется максимальное количество ε-фазы,
составляет 5 %. В том случае, когда растяжение образцов проводилось непосредственно после 10
термоциклов, максимальное количество ε-фазы составляло 58 %, а деформация, при которой оно
наблюдалось, - 10 %. Механические свойства 07Г22 определяли как непосредственно после различного
количества термоциклов 400 ↔ 20
о
С, так и после выдержки 48 ч при нормальной температуре (табл.
3.16). Предел текучести и временное сопротивление разрыву в первом случае достигают наибольшего
значения после трех термоциклов и при дальнейшем увеличении их количества снижаются. Повышение
прочностных характеристик после трех термоциклов обусловлено фазовым наклепом, приводящим к
росту дефектности кристаллических решеток γ- и ε-фаз и увеличением количества последней [117, 158].
Наименьший предел текучести получен после 10 термоциклов вследствие почти полного исчезновения в
структуре ε-фазы, что обусловлено стабилизацией аустенита. Относительное удлинение с увеличением
числа термоциклов изменяется незначительно. Можно предположить, что различие данных,
приведенных в работах [20, 102], обусловлено тем, что в первой из них механические свойства
определяли непосредственно после термоциклирования, а во второй - после длительного вылеживания
образцов при нормальной температуре. Полученные результаты показывают, что при проведении
различных обработок и оценке механических свойств необходимо учитывать дополнительное
образование ε-фазы в изотермических условиях.
Установлено, что в изучаемой стали после обычной закалки и особенно после термоциклической
обработки (10 циклов 400 ↔ 20
о
С ) и длительной выдержки, в результате которой образуется ε-фаза,
кратковременный нагрев до 400
о
С, приводящий к ε → γ превращению, восстанавливает способность
аустенита снова превращаться в ε-фазу в изотермических условиях. При этом можно многократно после
выдержки при нормальной температуре уменьшать твердость стали за счет нагрева до 400
о
С и
наблюдать ее повторное повышение после вылеживания. Данный эффект напоминает возврат в
стареющих сталях. Однако он связан не с процессами растворения и выделения фаз, а с переходом
изотермически образовавшейся ε-фазы в аустенит при нагреве и повторном протекании γ → ε
превращения при нормальной температуре. Полученные в настоящей работе данные показывают, что за
счет многократных фазовых переходов можно регулировать не только фазовый состав непосредственно
после термообработки, но и развитие мартенситных превращений при последующем нагружении, а
также механические свойства.
3.3. Влияние пластической деформации
3.3.1. Холодная пластическая деформация
Поскольку ХПД является распространенным способом упрочнения Fе-Мn сталей, установление ее
влияния на фазовый состав, стабильность аустенита и механические свойства этих сталей является
актуальной задачей. Однако такие сведения были малочисленны. В этом разделе обобщены результаты
исследований влияния ХПД на структуру и свойства железомарганцевых сталей, содержащих от 8 до
29 % Mn. Фазовый анализ проводился рентгеновским и магнитометрическим методами. Основные
закономерности в изменении фазового состава холоднодеформированных сталей (степень обжатия ε
д
- 10
и 20 %) с увеличением концентрации марганца те же, что и после закалки. Отличие носит
количественный характер. В деформированных сталях, содержащих ≥ 10 % Mn, увеличивается