Evolution of the microstructure of steel grade 35XM in process ECAP       95-102

ISSN 1991-3494

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҰЛТТЫҚ ҒЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫҢ

Х А Б А Р Ш Ы С Ы

ВЕСТНИК

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

THE BULLETIN

OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

1944 ЖЫЛДАН ШЫҒА БАСТАҒАН ИЗДАЕТСЯ С 1944 ГОДА

PUBLISHED SINCE 1944

АЛМАТЫ

НАУРЫЗ

АЛМАТЫ 2016 МАРТ

ALMATY MARCH

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан

Б а с р е д а к т о р ҚР ҰҒА академигі М. Ж. Жұрынов

Р е д а к ц и я а л қ а с ы:

биол. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Айтхожина Н.А.; тарих ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Байпақов К.М.; биол. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Байтулин И.О.; биол. ғ.

докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Берсімбаев Р.И.; хим. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Газалиев А.М.; а.-ш. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Дуйсенбеков З.Д.; а.-ш. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Елешев Р.Е.; физ.-мат. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Қалменов Т.Ш.;

фил. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА академигі Нысанбаев А.Н.,; экон. ғ. докторы, проф., ҰҒА

академигі Сатубалдин С.С.; тарих ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Əбжанов Х.М.;

физ.-мат. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Əбішев М.Е.; техн. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Əбішева З.С.; техн. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Абсадықов Б.Н. (бас редактордың орынбасары); а.-ш. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Баймұқанов Д.А.; тарих ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Байтанаев Б.А.; физ.-мат. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Давлетов А.Е.; физ.-мат. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Қалимолдаев М.Н.;

геогр. ғ.докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Медеу А.; техн. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр.

мүшесі Мырхалықов Ж.У.; биол. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі Огарь Н.П.; техн. ғ.

докторы, проф., ҚР ҰҒА корр. мүшесі. Таткеева Г.Г.; а.-ш. ғ. докторы, проф., ҚР ҰҒА корр.

мүшесі Үмбетаев И.

Р е д а к ц и я к е ң е с і:

Ресей ҒА академигі Велихов Е.П. (Ресей); Əзірбайжан ҰҒА академигі Гашимзаде Ф. (Əзірбай- жан); Украинаның ҰҒА академигі Гончарук В.В. (Украина); Армения Республикасының ҰҒА академигі Джрбашян Р.Т. (Армения); Ресей ҒА академигі Лаверов Н.П. (Ресей); Молдова Республикасының ҰҒА академигі Москаленко С. (Молдова); Молдова Республикасының ҰҒА академигі Рудик В. (Молдова); Армения Республикасының ҰҒА академигі Сагиян А.С.

(Армения); Молдова Республикасының ҰҒА академигі Тодераш И. (Молдова); Тəжікстан Республикасының ҰҒА академигі Якубова М.М. (Тəжікстан); Молдова Республикасының ҰҒА корр. мүшесі Лупашку Ф. (Молдова); техн. ғ. докторы, профессор Абиев Р.Ш. (Ресей); техн. ғ.

докторы, профессор Аврамов К.В. (Украина); мед. ғ. докторы, профессор Юрген Аппель (Германия); мед. ғ. докторы, профессор Иозеф Банас (Польша); техн. ғ. докторы, профессор Гарабаджиу (Ресей); доктор PhD, профессор Ивахненко О.П. (Ұлыбритания); хим. ғ. докторы, профессор Изабелла Новак (Польша); хим. ғ. докторы, профессор Полещук О.Х. (Ресей); хим. ғ.

докторы, профессор Поняев А.И. (Ресей); профессор Мохд Хасан Селамат (Малайзия); техн. ғ.

докторы, профессор Хрипунов Г.С. (Украина)

ISSN 1991-3494 № 2. 2016

3

Г л а в н ы й р е д а к т о р академик НАН РК

М. Ж. Журинов

Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я:

доктор биол. наук, проф., академик НАН РК Н.А. Айтхожина; доктор ист. наук, проф., академик НАН РК К.М. Байпаков; доктор биол. наук, проф., академик НАН РК И.О. Байтулин; доктор биол. наук, проф., академик НАН РК Р.И. Берсимбаев; доктор хим. наук, проф., академик НАН РК А.М. Газалиев; доктор с.-х. наук, проф., академик НАН РК З.Д. Дюсенбеков; доктор сельскохоз.

наук, проф., академик НАН РК Р.Е. Елешев; доктор физ.-мат. наук, проф., академик НАН РК Т.Ш. Кальменов; доктор фил. наук, проф., академик НАН РК А.Н. Нысанбаев; доктор экон. наук, проф., академик НАН РК С.С. Сатубалдин; доктор ист. наук, проф., чл.-корр. НАН РК Х.М. Абжанов;

доктор физ.-мат. наук, проф., чл.-корр. НАН РК М.Е. Абишев; доктор техн. наук, проф., чл.-корр.

НАН РК З.С. Абишева; доктор техн. наук, проф., чл.-корр. НАН РК Б.Н. Абсадыков (заместитель главного редактора); доктор с.-х. наук, проф., чл.-корр. НАН РК Д.А. Баймуканов; доктор ист. наук, проф., чл.-корр. НАН РК Б.А. Байтанаев; доктор физ.-мат. наук, проф., чл.-корр. НАН РК А.Е. Давлетов; доктор физ.-мат. наук, проф., чл.-корр. НАН РК М.Н. Калимолдаев; доктор

геогр. наук, проф., чл.-корр. НАН РК А. Медеу; доктор техн. наук, проф., чл.-корр. НАН РК Ж.У. Мырхалыков; доктор биол. наук, проф., чл.-корр. НАН РК Н.П. Огарь; доктор техн.

наук, проф., чл.-корр. НАН РК Г.Г. Таткеева; доктор сельскохоз. наук, проф., чл.-корр. НАН РК И. Умбетаев

Р е д а к ц и о н н ы й с о в е т:

академик РАН Е.П. Велихов (Россия); академик НАН Азербайджанской Республики Ф. Гашимзаде (Азербайджан); академик НАН Украины В.В. Гончарук (Украина); академик НАН

Республики Армения Р.Т. Джрбашян (Армения); академик РАН Н.П. Лаверов (Россия); академик

НАН Республики Молдова С. Москаленко (Молдова); академик НАН Республики Молдова В. Рудик (Молдова); академик НАН Республики Армения А.С. Сагиян (Армения); академик НАН Республики Молдова И. Тодераш (Молдова); академик НАН Республики Таджикистан

М.М. Якубова (Таджикистан); член-корреспондент НАН Республики Молдова Ф. Лупашку (Молдова); д.т.н., профессор Р.Ш. Абиев (Россия); д.т.н., профессор К.В. Аврамов (Украина);

д.м.н., профессор Юрген Аппель (Германия); д.м.н., профессор Иозеф Банас (Польша); д.т.н., профессор А.В. Гарабаджиу (Россия); доктор PhD, профессор О.П. Ивахненко (Великобритания);

д.х.н., профессор Изабелла Новак (Польша); д.х.н., профессор О.Х. Полещук (Россия); д.х.н., профессор А.И. Поняев (Россия); профессор Мохд Хасан Селамат (Малайзия); д.т.н., профессор Г.С. Хрипунов (Украина)

«Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан». ISSN 1991-3494

Собственник: РОО «Национальная академия наук Республики Казахстан» (г. Алматы)

Свидетельство о постановке на учет периодического печатного издания в Комитете информации и архивов Министерства культуры и информации Республики Казахстан №5551-Ж, выданное 01.06.2006 г.

Периодичность: 6 раз в год Тираж: 2000 экземпляров

Адрес редакции: 050010, г. Алматы, ул. Шевченко, 28, ком. 219, 220, тел. 272-13-19, 272-13-18.

www: nauka-nanrk.kz, bulletin-science.kz

© Национальная академия наук Республики Казахстан, 2016

Адрес типографии: ИП «Аруна», г. Алматы, ул. Муратбаева, 75

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан

E d i t o r i n c h i e f M. Zh. Zhurinov, academician of NAS RK

E d i t o r i a l b o a r d:

N.A. Aitkhozhina, dr. biol. sc., prof., academician of NAS RK; K.M. Baipakov, dr. hist. sc., prof., academician of NAS RK; I.O. Baitulin, dr. biol. sc., prof., academician of NAS RK; R.I. Bersimbayev, dr. biol. sc., prof., academician of NAS RK; A.M. Gazaliyev, dr. chem. sc., prof., academician of NAS RK; Z.D. Dyusenbekov, dr. agr. sc., prof., academician of NAS RK; R.Ye. Yeleshev, dr. agr. sc., prof.,

academician of NAS RK; T.Sh. Kalmenov, dr. phys. math. sc., prof., academician of NAS RK;

A.N. Nysanbayev, dr. phil. sc., prof., academician of NAS RK; S.S. Satubaldin, dr. econ. sc., prof., academician of NAS RK; Kh.M. Abzhanov, dr. hist. sc., prof., corr. member of NAS RK;

M.Ye. Abishev, dr. phys. math. sc., prof., corr. member of NAS RK; Z.S. Abisheva, dr. eng. sc., prof., corr. member of NAS RK; B.N. Absadykov, dr. eng. sc., prof., corr. member of NAS RK (deputy editor);

D.A. Baimukanov, dr. agr. sc., prof., corr. member of NAS RK; B.A. Baytanayev, dr. hist. sc., prof., corr. member of NAS RK; A.Ye. Davletov, dr. phys. math. sc., prof., corr. member of NAS RK;

M.N. Kalimoldayev, dr. phys. math. sc., prof., corr. member of NAS RK; A. Medeu, dr. geogr. sc., prof., corr. member of NAS RK; Zh.U. Myrkhalykov, dr. eng. sc., prof., corr. member of NAS RK; N.P. Ogar, dr. biol. sc., prof., corr. member of NAS RK; G.G. Tatkeeva, dr. eng. sc., prof., corr. member of NAS RK; I. Umbetayev, dr. agr. sc., prof., corr. member of NAS RK

E d i t o r i a l s t a f f:

E.P. Velikhov, RAS academician (Russia); F. Gashimzade, NAS Azerbaijan academician (Azerbaijan);

V.V. Goncharuk, NAS Ukraine academician (Ukraine); R.T. Dzhrbashian, NAS Armenia academician (Armenia); N.P. Laverov, RAS academician (Russia); S.Moskalenko, NAS Moldova academician (Moldova); V. Rudic, NAS Moldova academician (Moldova); A.S. Sagiyan, NAS Armenia academician (Armenia); I. Toderas, NAS Moldova academician (Moldova); M. Yakubova, NAS Tajikistan academician (Tajikistan); F. Lupaşcu, NAS Moldova corr. member (Moldova); R.Sh. Abiyev, dr.eng.sc., prof. (Russia); K.V. Avramov, dr.eng.sc., prof. (Ukraine); Jürgen Appel, dr.med.sc., prof. (Germany);

Joseph Banas, dr.med.sc., prof. (Poland); A.V. Garabadzhiu, dr.eng.sc., prof. (Russia); O.P. Ivakhnenko, PhD, prof. (UK); Isabella Nowak, dr.chem.sc., prof. (Poland); O.Kh. Poleshchuk, chem.sc., prof.

(Russia); A.I. Ponyaev, dr.chem.sc., prof. (Russia); Mohd Hassan Selamat, prof. (Malaysia);

G.S. Khripunov, dr.eng.sc., prof. (Ukraine)

Bulletin of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan.

ISSN 1991-3494

Owner: RPA "National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan" (Almaty)

The certificate of registration of a periodic printed publication in the Committee of Information and Archives of the Ministry of Culture and Information of the Republic of Kazakhstan N 5551-Ж, issued 01.06.2006

Periodicity: 6 times a year Circulation: 2000 copies

Editorial address: 28, Shevchenko str., of. 219, 220, Almaty, 050010, tel. 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz /, http://bulletin-science.kz

© National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 2016

Address of printing house: ST "Aruna", 75, Muratbayev str, Almaty

ISSN 1991-3494 № 2. 2016

95 BULETIN OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

ISSN 1991-3494

Volume 2, Number 360 (2016), 95 – 102 UDC 621.771

EVOLUTION OF THE MICROSTRUCTURE OF STEEL GRADE 35XM IN PROCESS ECAP

A.B. Nayzabekov

, S.N. Lezhnev

, G.G. Kurapov

, I.E. Volokitina

,E.P. Orlova

,

1

Rudny Industrial Institute, Rudny;

2

Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev, Almaty, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract. This work is devoted to research the impact of the initial structural state of steel 35XM to obtaining

subultrafinegrain structure at ECA-pressing in equal channel step die. The choice of this direction of researches related to the fact that just equal channel angular pressing is not always fully provides metal with ultrafinegrain structure for a small number of cycles, and for this preliminary and final thermal treatment are expedient to use.

The minimum grain size obtained during the pressing steel in equal channel step die is in the range of 0.7 microns and after 6 deformation cycles and preliminary thermal treatment operation - isothermal annealing is achieved.

From the obtained results it is evident that at the sixth cycle of deformation steel 35XM, both after preliminary annealing, and the normalized condition with subsequent high tempering is possible to obtain subultrafinegrain structure, whereas during pressing of the same steel in the initial hot deformed state even after eight cycles of ECAP it is unable to receive. Thus, researches have shown that a preliminary heat treatment such as annealing of the 2nd kind and normalization with the subsequent high tempering operations are appropriate before the ECAP, as it is due to such preliminary treatment is possible to obtain subultrafinegrain structure.

УДК 621.771

ЭВОЛЮЦИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ СТАЛИ МАРКИ 35ХМ В ПРОЦЕССЕ РКУП

А.Б. Найзабеков

, С.Н. Лежнев

, Г.Г. Курапов

, И.Е. Волокитина

, Е.П. Орлова

1

Рудненский индустриальный институт, Рудный;

2

Казахскийнациональныйисследовательскийтехническийуниверситет имени К.И. Сатпаева, г. Алматы,

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Аннотация. Данная работа посвящена исследованию влияния исходного структурного состояния стали

марки 35ХМ на получение субультрамелкозернистой структуры при РКУ-прессовании в равноканальной ступенчатой матрице. Выбор данного направления исследований связан с тем, что просто равноканальное угловое прессование не всегда в полной мере обеспечивает получение металла с ультрамелкозернистой структурой за небольшое количество циклов и для этого целесообразно использовать предварительную и окончательную термическую обработку.

Минимальный размер зерна, полученный в ходе прессования стали в равноканальной ступенчатой

матрице, лежит в пределах 0,7 мкм и достигается после проведения 6 циклов деформирования и

предварительной термической операции – изотермический отжиг.

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан

Из полученных результатов видно, что на шестом цикле деформирования стали 35ХМ, как после проведения предварительного отжига, так и в нормализованном состоянии с последующим высоким отпуском удается получить субультрамелкозернистую структуру, тогда как при прессовании той же стали в исходном горячедеформированном состоянии не удается ее получить даже после проведения восьми циклов РКУП. Таким образом, исследования показали, что проведение предварительной термообработки такой, как отжиг 2-го рода и нормализация с последующим высоким отпуском являются целесообразными операциями перед РКУП, так как именно благодаря такой предварительной обработки удается получить субультрамелкозернистую структуру.

Введение

За последние годы выполнено большое количество работ по изучению субмикрокристаллической и нанокристаллической структуры в чистых металлах Al[1], Cu [2], Ti[3]

и Ni[4] и армко-железе[5,6]. Но в последнее время все больше работ направлено на изучение стали, которые показывают также хорошую перспективу использования методов ИПД для измельчения структуры сталей [7-9].

Данная работа посвящена исследованию влияния исходного структурного состояния стали марки 35ХМ на получение субультрамелкозернистой структуры при РКУ-прессовании в равноканальной ступенчатой матрице. Выбор данного направления исследований связан с тем, что просто равноканальное угловое прессование не всегда в полной мере обеспечивает получение металла с ультрамелкозернистой структурой за небольшое количество циклов и для этого целесообразно использовать предварительную и окончательную термическую обработку.

Исходное состояние материала оказывает большое влияние на процесс создания дислокационной структуры, её термомеханическую стабилизацию и после последующей обработки на свойства материала. Наличие в составе сталей легирующих элементов, например, таких как Mo, являющихся сильными карбидообразователями, способствует их дисперсионному твердению и препятствует миграции границ зерен во время отжигов. Соответственно, повышение дисперсности и плотности карбидов и более однородное их распределение в объеме материала позволяют повысить прочностные свойства и термическую стабильность структур, полученных методами ИПД. Такой эффект может быть достигнут не только в результате ИПД, но и за счет оптимизации исходного состояния стали до РКУП. Роль предварительной обработки также заключается в изменении вязкости, пластичности, обрабатываемости, формы и величины зерна, выравнивании химического состава, снятии внутренних напряжений[10].

Исследование структуры сталей в различных исходных структурных состояниях (мартенситном, феррито-перлитном) при ИПД дают возможность рассмотреть процессы формирования зерна в зависимости от исходного фазового и структурного состояния стали, а также получить представления о влиянии основных упрочняющих факторов, таких, как размер зерна или структурных составляющих, дисперсности и объемной доли дисперсных частиц на прочностные свойства и стабильность субмикрокристаллической структуры к нагреву[11].

Методы исследования

Материалом исследования является конструкционная низколегированная сталь марки 35ХМ с феррито-перлитной структурой. До РКУП в ступенчатой матрице образцы были подвергнуты предварительной термической обработке: отжигу, закалке и нормализации по стандартному режиму. Образцы квадратного сечения 15×15×70 мм подвергали РКУП в равноканальной ступенчатой матрице с углом стыка каналов 125° по маршруту Вс с кантовкой заготовки на 90°

вокруг продольной оси, так как данный маршрут позволяет формировать беспористые стальные заготовки с квазиравноосными фрагментами структуры и преимущественно большеугловыми разориентировками между ними [12]. Трение между инструментом и заготовкой снижалось применением пальмового масла в качестве лубриканта.

Известно, что при формировании УМЗ структур очень важно проводить прессование при

нагреве, не превышающем верхний уровень температуры деформирования материалов,

ограниченный порогом начала рекристаллизации. С увеличением количества циклов прессования

ISSN 1991-

возрастает дефектны

В свя холодноде железо и прессован реализова Иссл микроско исследова ускоряющ Резул Исхо которая и перлитны соответст

а – без терм

-3494

т и степень ым, что такж язи с тем, еформирова

низкоуглер нию при t=

ано 6 циклов едование м пе «Leica»

ания были щем напряже льтаты иссл

дная микро и характерн ых колоний

вует баллу №

Рисунок 1 – М мообработки, ср

накопленно же ведет к сн

что при те анные метал

одистую ст 550 ºС с ка в равнокана микрострукт

при увел выполнен ении 25 кВ ледования оструктура на для низк

соответств

№ 9-10 (15-

а)

Микроструктур редний размер нормализац

ой деформа нижению по емпературе

ллы и сплав аль до 600—

антовкой на ального угло туры стали личениях от ны на рас

в режиме вт и их обсуж стали марк колегирован вует баллу

10 мкм).

ра образцов из с помо р зерен 18 мкм

ции и высокого

97 ации матери

рога начала рекристалл вы нагреваю

—700° С. О а 90° вокру ового прессо и выполнял т 100 до стровом ск

торичных и ждение

ки 35ХМ со нной стали

зерна №

в)

з стали марки 3 ощью РЭМ пр м; б – отожженн

о отпуска, сред

иала, металл а рекристалл

изации нов ют до более бразцы в ис уг вертикал ования.

лось метод 1000 крат.

анирующем упруго отра

остоит из ф с содержа 7-10 (26-1

б

35ХМ в исходн и ^х500:

ный образец, с дний размер зе

л упрочняетс

лизации.

вые зерна о высокой те сходном сос льной оси. В

дом светов Электронн м микроско

аженных эле

феррита и анием углер

2 мкм). Ра

б)

ном состоянии средний размер

ерен13 мкм;

ся и станови образуются

мпературы, стоянии под

В ходе эксп вой микрос

но-микроск опе JSM ектронов.

перлита (ри рода 0,35 % азмер зерна

и,наблюдаемая р зерен 15,5 мк

№ 2. 2016

ится более медленно, например двергались перимента скопии на копические 5910 при

исунок 1),

%. Размер а феррита

я

км; в – после

Вестник Н

Микр пластинча является о Скан толщиной

В рез высокий соответст

Для обработки рисунке2.

Элек РКУП. В участках состояние

В х деформир составляю относител

Национальной

роструктура атого перли однородной ирующая м й 0,03-0,2 мк зультате про отпуск (6 вует № 8-13 оценки вли и, проведены .

Рисун а –

ктронно-мик исследуемо не обнаруж ем до обрабо ходе исслед рования зер ющих прои

льно неодн

й академии на

а стали ма ита. Хром и й и нефрагме микроскопия км и цемент оведения пр 650 °С) по 3 (21-4,5 мкм ияния РКУП ы металлогр

а)

ок 2 – Микрос – 2 прохода, ра

кроскопичес ой стали на

жены ферр отки методо дования м рно значит исходит до нородную з

аук Республи

арки 35ХМ

молибден н ентированно я показала, титные прож

редваритель олучена ст м) и феррит П на эволю рафические

структура стал азмер зерен 11 в– 6 проходо

ским метод аблюдаются ритные пром

ом РКУП).

микрострукт тельно изм

6-го цикл еренную и

ки Казахста

М после о находится в ой.

что пакетн жилки толщи ьной термич труктура зе та с баллом з юцию струк

исследован

в) ли марки 35ХМ

1–7 мкм;б – 4 п ов, размер зере

дом было в я перлитные межутки и туры было мельчается.

ла деформи и субзеренн

тжига от в цементите ный перлит иной 0,02-0 ческой обра ернистого

зерна № 9-1 ктуры сталь ния. Результ

М без термообр прохода, разме ен 3,5–0,2 мкм

выявлено ф е зерна в фе

цементитн выявлено Интенсив ирования, п ную структ

860°С сос е перлита. П

содержит ф ,18 мкм.

ботки - нор перлита, б 13 (13-4,5).

ьных загото таты исслед

б)

работки после ер зерен 7–2 мк

ормировани ерритной м ные пластин о, что пос ное измел при которо туру с разм

стоит из ф Полученная

ферритные рмализация балл зерна овок без тер дования при

РКУП:

км;

ие субструк матрице. В п ны (по сра

сле каждо льчение стр

м удалось мером 0,2—

феррита и структура прожилки (860 °С) + которого рмической иведены на

ктуры при перлитных авнению с ого цикла руктурных получить

—3,5 мкм.

ISSN 1991-

Цементит структура материала В хо предварит зерна сост Струк интенсивн дислокаци строение

Для состоянии рисунке 3

В ход циклов де наблюдае состоянии деформир В ре структуру

-3494

тные частиц а значительн

а.

оде экспери тельной тер тавил 1,8 мк ктурообразо ного наклеп ионная стру

металла.

оценки вли и, проведены 3.

Рисунок а – 2

де исследов еформирова тся уже на и, где измел рования.

зультате РК у с размером

цы размером

нее мельче мента сталь рмообработк

км.

ование, пр па, релакса уктура эвол ияния РКУ

ы металлогр

а)

3 – Микростр 2 прохода, разм

вания микро ания зерно а 4-ом цик льчение стру КУП стали м 0,19—1,3

м от 3500 д

исходной, ь марки 35Х ки после РК роисходящее

ации напря люционируе

П на эволю рафические

руктура стали м мер зерен 4-1,5 в – 6 проходо

оструктуры измельчает кле прессов уктурных со в отожжен 3 мкм. Цеме

99 до 200 нм что привод ХМ со сред КУП измель е в ходе яжений и д ет и форми юцию стру

исследован

в) марки 35ХМ в 5 мкм; б – 4 пр в, размер зерен

стальных о тся. Образо вания, в от оставляющи нном состоя ентитные ча

имеют несф ит к улучш дним размер ьчилась в 10

РКУП, динамическо ируется час уктуры стал ния. Результ

б

отожженном рохода, размер н 1,3–0,19 мкм

образцов бы вание субу тличие от их до субраз

янии удало астицы разм

ферическую шению качес ром зерна18 0 раз, после представляе ого возврат стично субу льных загот таты исслед

б)

состояниипосл р зерен 3,8-0,3 м

ыло выявлен ультрамелко прессовани змеров прои ось получит мером от 13

ю форму. П ства обрабат 8 мкм без п е чего средн ет собой та, вследст ультрамелко товок в ото дования при

ле РКУП:

мкм;

но, что с уве озернистой ия стали в

исходит на 6 ть более од 300 до 190

№ 2. 2016 Полученная тываемого проведения ний размер результат твие этого озернистое ожженном иведены на

еличением

структуры

исходном

6-ом цикле

днородную

нм имеют

Вестник Н

несфериче незначите структура предварит В хо совместно измельчил Для о состоянии рисунке 4

В ход совместно РКУП изм Анал наблюдае значитель результат прессован достигает отожженн

Национальной

ескую форм ельно, по ср а значител тельного отж оде эксперим

ой операци лась в 26 ра оценки влия и, проведены 4.

Рисунок 4 – а – 2

де эксперим ой операции мельчилась лиз микрост тся после ьнее мельче

е прессован ния стали тся после п ном состоя

й академии на

му. После пр равнению с

ьнее мель жига 2-го ро мента сталь ии предвари аз, после чег

яния РКУП ы металлогр

– Микрострукт 2 прохода, разм

мента сталь и предварит

в 26 раз, по труктуры ст

осуществл е исходной ния в отожж в равнокан проведения

нии получ

аук Республи

роведения в шестью цик че исходн ода.

марки 35ХМ ительной т го средний р П на эволюц рафические

тура стали мар мер зерен 6,5–

в– 6 проходов

марки 35ХМ тельной тер сле чего сре тали марки ления кажд й, и практи женном сост

нальной уг 6 циклов д ение субул

ки Казахста

восьми цикл

клами пресс ной, что г М со средни термообрабо размер зерна цию структу исследован

рки 35ХМ в но 1,5 мкм; б – 4 п в, размер зерен

М со средни рмообработк едний разме и 35ХМ пок дого цикла

ически один тоянии. Мин

гловой матр деформиров льтрамелкоз

лов деформи сования и со говорит о им размером отки – изо

а составил 0 уры стальны ния. Результ

ормализованно прохода, разме н 1,1–0,26 мкм

им размером ки – норма ер зерна сост

казал, что деформир накова с м нимальный р рице, лежи вания, тогда зернистой с

ирования ра оставил1,3-0

целесообр м зерна 18 м отермическо 0,7 мкм.

ых заготовок таты исслед

ом состояниип ер зерен 4–1,2 м

м зерна18 м ализации с

тавил 0,7 мк интенсивно рования. По микрострукт размер зерн ит в преде а как при структуры

азмер зерен 0,16 мкм. П разности п мкм после п ого отжига к в нормали дования при

после РКУП:

мкм;

мкм после п высоким от км.

ое измельче олученная турой, полу на, полученн елах 1,1-0,2 прессовани

достигается

изменился Полученная проведения проведения и РКУП изованном иведены на

проведения

тпуском и

ение зерна

структура

ученной в

ный в ходе

26 мкм и

и стали в

я уже на

ISSN 1991-3494 № 2. 2016

101

четвертом цикле деформирования, что говорит о преимуществе проведения изотермического отжига перед процессом РКУП.

Выводы

Из полученных результатов видно, что на шестом цикле деформирования стали 35ХМ, как после проведения предварительного отжига, так и в нормализованном состоянии с последующим высоким отпуском удается получить субультрамелкозернистую структуру, тогда как при прессовании той же стали в исходном горячедеформированном состоянии не удается ее получить даже после проведения восьми циклов РКУП. Таким образом, исследования показали, что проведение предварительной термообработки такой, как отжиг 2-го рода и нормализация с последующим высоким отпуском являются целесообразными операциями перед РКУП, так как именно благодаря такой предварительной обработки удается получить субультрамелкозернистую структуру.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Иванов К.В., Найденкин Е.В. Особенности структуры и механических свойств чистого алюминия и сплава 1420 после воздействия интенсивной пластической деформации. ИзвестияТомскогополитехническогоуниверситета. 2009. Т.

315. № 2.

[2] Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н., Волокитина И.Е. Изменения микроструктуры и механических свойств меди при деформировании ее в равноканальной ступенчатой матрице. Металловедение и термическая обработка металлов. 2015

№5. С. 12-17.

[3] Motyka M. The influence of initial plastic deformation on microstructure and hot plasticity of α+β titanium alloys / M.

Motyka, J. Sieniawski // Materials Science and Engineering. - 2010. - vol. 41. - No. 2. - P. 95-103.

[4] Cheng S.Cyclic deformation of nanocrystalline and ultrafine-grained nickel / S. Cheng, J. Xie, A.D. Stoica, X.-L. Wang, J.A. Horton, D.W. Brown, H. Choo, P.K. Liaw // Acta Mater. -2009.-V.57. -P.1272–1280.

[5] Sus-Ryszkowska M., Wejrzanowski T., Pakiela Z., Kurzydlowski K. J. Mater. Sci. Eng. A369, 151 (2004).

[6] Hazra S.S., Gazder A.A., Pereloma E.V. Mater. Sci. Eng. A524, 158 (2009).

[7] Валиев Р. З., Рааб Г. И., Мурашкин М. Ю. Использование методов интенсивной пластической деформации для получения объемных наноструктурных металлов и сплавов. Кузнечно-штамповое производство. 2008. №11. С. 5-12.

[8] Эфрос Н.Б. Влияние интенсивной пластической деформации под давлением на структуру, фазовый состав и прочностные свойства нержавеющих хромоникелевых сталей / Н.Б. Эфрос, В.П. Пилюгин, Б.М. Эфрос, А.М. Пацелов, Е.Г. Чернышев, Л.В. Лоладзе// ФТВД. -2004. -Т.14. -№3. -С.82-89.

[9] Сэстри, Ш.М.Л. Формирование субмикрокристаллической структуры в стали 10Г2ФТ при холодном равноканальном угловом прессовании и последующем нагреве/ Сэстри Ш.М.Л., Добаткин С.В., Сидорова С.В. //

Металлы. -2004. -№ 2. -С.28.

[10] Иванов А.М., Петров П.П., Платонов А.А. Влияние равноканального углового прессования и ультразвуковой ударной обработки на ударную вязкость и дефектность стали. Надежность в машиностроении и новые конструкционные материалы.

[11 ] Астафурова Е.Г., Захарова Г.Г., Найденкин Е.В. и др. Влияние равноканального углового прессованияна структуру и механические свойства низкоуглеродистой стали10Г2ФТ// ФММ. – 2010. – Т. 110. – №3. – С. 275–284.

[12] Naizabekov A., Lezhnev S., Knapinski M., Kurapov G., Volokitina I.E.Research of influence equal channel angular pressing combined with a heat treatment on the microstructure of the steel 45. 24-th International Conference on metallurgy and materials METAL, Brno, Czech Republic, 2015.

REFERENCES

[1] Ivanov K. V., Naydenkin EV. Structure and properties of mechanical pure aluminum alloy 1420 after exposure to severe plastic deformation. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2009, T. 315, No. 2. (in Russ.).

[2] Nayzabekov A.B., Lezhnev S.N., Volokitina I.E. Changes in the microstructure and mechanical properties of copper at its deformation in equal channel speed math Ritz. Metallurgy and heat treatment of metals. 2015, №5, S. 12-17.(in Russ.).

[3] Motyka, M. The influence of initial plastic deformation on microstructure and hot plasticity of α+β titanium alloys. M.

Motyka, J. Sieniawski. Materials Science and Engineering,2010, vol. 41, No. 2, P. 95-103 (in Eng.).

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан

[4] Cheng, S.Cyclic deformation of nanocrystalline and ultrafine-grained nickel. S. Cheng, J. Xie, A.D. Stoica, X.-L. Wang, J.A. Horton, D.W. Brown, H. Choo, P.K. Liaw.Acta Mater,2009, V.57, P.1272–1280 (in Eng.).

[5] Sus-Ryszkowska M., Wejrzanowski T., Pakiela Z., Kurzydlowski K. J. Mater. Sci. Eng. A369, 151 (2004) (in Eng.).

[6] S.S. Hazra, A.A. Gazder, E.V. Pereloma. Mater. Sci. Eng. A524, 158 (2009) (in Eng.).

[7] Valiev RZ, Raab GI, M. Yu Murashkin The use of severe plastic deformation to produce bulk nanostructured metals and spla Islands. Forging and stamping production. 2008, №11, S. 5-12. (in Russ.).

[8] Efros, N.B. Effect of severe plastic deformation under pressure on structure, phase composition and mechanical properties of stainless chromium-nickel steels. NB Efros, VP Pilyugin, BM Efros and AM Patselov, EG Chernyshev, L. Lo ladze.FTVD, 2004,T.14,No. 3, S.82-89.(in Russ.).

[9] Sestri SH.M.L. Formation submicrocrystalline structure in steel 10G2FT at cold equal-channel angular pressing and subsequent heating. Sestri SH.M.L., Dobatkin SV, SV Sidorov,Metals, 2004, №2, S.28.(in Russ.).

[10] Ivanov A.M., Petrov P.P., Platonov A.A. Effect of equal channel angular pressing and ultrasonic impact treatment on toughness and defective steel. Reliability in engineering and new construction materials.(in Russ.).

[11] AstafurovaE.G., Zakharova G.G., Naydenkin E.V. et al. Effect of equal channel angular pressovaniyana structure and mechanical properties nizkougle rodistoy-hundred-li10G2FT. FMM,2010, T, 110, №3, S. 275-284.(in Russ.).

[12] Naizabekov A., Lezhnev S., Knapinski M., Kurapov G., Volokitina I.E. Research of influence equal channel angular pressing combined with a heat treatment on the microstructure of the steel 45. 24-th International Conference on metallurgy and materials METAL, Brno, Czech Republic, 2015.(in Eng.).

БОЛАТ МАРКАСЫ 35ХМ БКБП ПРОЦЕСІ КЕЗІНДЕ МИКРОҚҰРЫЛЫМ ЭВОЛЮЦИЯСЫ А.Б. Найзабеков¹, С.Н. Лежнев¹, Г.Г. Курапов², И.Е.Волокитина², Е.П.Орлова²

1

Руднендік индустриалды институты, Рудный қаласы;

2

Қ.И. Сəтбаев атындағы Қазақ Ұлттық Техникалық Зерттеу Университеті, Алматықаласы

Түйін сөздер:

микроқұрылым, БКБП, термиялық өңдеуі, болат, феррит, перлит, микроқаттылық, қасиеттер.

Аннотация.

Берілген жұмыс бірдейканалды сатылы ұяқалыбында БКБ-престеу кезінде субультраұсақтүйірлі құрылымын алуда болат маркасы 35ХМ бастапқы құрылымдық құрылымының зерттеуіне арналған. Берілген зерттеудің бағытын таңдауы бірдейканалды бұрыштық престеу бірқатар циклдар арқылы ультраұсақтүйірлі құрылымымен металл алуды жəне алдын-ала, соңғы термиялық өңдеуді қолдануыныңтиімділігін қамтамасыз етеді.

Деформациялаудың 6 циклін жүргізгеннен кейін жəне алдынғы термиялық операциядан – изотермиялық босаңдатудан кейін бірдейканалды сатылы ұяқалыпта болат престеу кезінде түйіршіктің минималды өлшемі 0,7 мкм шегінде болады.

Алынған мəліметтер негізнде болат 35ХМ деформациялаудың алтыншы циклдында алдыңғы босаңдату жүргізгеннен кеййін, қалыпты күйінде ары қарай жоғары босаңдатудан кейін субультраұсақтүйірлі құрылымын алуға болады, ал сол болатты бастапқы ыстықтай деформациялауда престеу кезінде БКБП-дың сегіз циклдардан кейін ұсақ құрылымын алуы мүмкін емес болады. Осыдан зерттеулер көрсеткендей, БКБП алдында 2-ші ретті босаңдату жəне ары-қарай жоғары қалыптандырудан кейін алдын-ала термиялықөңдеуді жүргізгеннен кейін осы алдын-ала өңдеу арқылы субультраұсақтүйірлі құрылымын алуға болады.

Поступила 13.04.2016 г.

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан

218

Машеков С.А, Абсадықов Б.Н., Рахматулин М.Л., Исаметова М.Е., Нуғман Е.З., Машекова А.С. Металдар мен құйындылардан жіңішке тілкемдердің нақтылығын көтеру мақсатында көп функционалы бойлықсына

орнақтың қаттылығын модельдеу... 5 Машекова А.С., Кавалек А., Турдалиев А.Т., Машеков С.А., Абсадықов Б.Н. Бұрамалы қаумалардағы

тілкемдердің икемдеу кезінде металл құрылымы өзгеруінің заңдылығын зерттеу... 17 Бекенова Л.М. Қазақстан республикасы өнеркəсібі дамуының инвестициялық қамтамасыз етілуі... 28 Хусаин Б., Иванов С.И., Типцова И.А., Цыганков П.Ю., Меньшутина Н.В. АСФ-та кептіру процесін

автоматтандыруға арналған бағдарламалық жасақтама………...…...… 35 Əбдімүтəліп Н.Ə., Дүйсебекова Ə.М., Тойчибекова Г.Б. Түркістан өңіріндегі зерттелінген топырақтың

физикалық химиялық қасиеттері... 39 Альчинбаева О.З., Алымов Н. Жиілікті түрлендіргішінің симметрия емес режимде жұмыс істеуідің

ерекшеліктері... 44 Тұртабаев С. Қ., Баешов Ə. Б., КурбаноВ У. Б. Өндірістік айнымалы тоқпен поляризацияланған мырыш

электродының күкірт жəне азот қышқылы сулы ерітінділерінде еруі... 52 Бектуреева Г.У., Cатаев М.И., Мырзахметова Б.Д., Бекбаева Ж. С., Шапалов Ш.К., Жылысбаева А.Н.,

Байтугаев А.Д., Шойбекова Г.Р., Карабалаева К. Газды, күкірт ангидридінен түрлендірілген белсенді көмір

арқылы тазарту жəне қорғасын өндірісіндегі күкіртті газды рекупирациялау технологиясы... 57 Вигдорович В. И., Цыганкова Л. Е., Баешова А. К., Баешов А. Б. Металдарды атмосфералық

коррозиядан ингибирленген көмірсутектік қабыршақтармен қорғаудың табиғаты ... 65 Дайрабай Д.Д., Голубев В.Г., Балабеков О.С., Серимбетов М.А. Жоғары тығыздықты көпіршікті фазаның

барботажды қабаттарын есептеудің теориялық аспектілері ………... 72 Жанат Ж., Темірғалиев Р., Насиров Р.,.ҚұспановаБ.Қ. Жылу химиясы заңын орынды қолдану қазіргі

заманның энергетика мəселесін түсінуде шешуші рөл атқарады... 79 Қабылбеков К.А., Саидахметов П.А., Аширбаев Х.А., Абдубаева Ф.И., Досқанова А.Е. Газ жұмысын

компьютерлік моделде зерттеу …... 83 Кан С.М., Калугин О.А., Мұртазин Е.Ж., Исабеков Р.Б. Жаңаөзен қаласының өнеркəсіптік

аумақтарында су деңгейінің көтерілуінің негізгі көздері... 89 Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н., Курапов Г.Г., Волокитина И.Е., Орлова Е.П. Болат маркасы 35ХМ БКБП

процесі кезінде микроқұрылым эволюциясы... 95 Ракишев Б.Р., Ковров А.С., Молдабаев С.К., Бабий Е.В. Циклді-ағымды технология кезінде

конвейерлер қондырылатын үйінділердің геомеханикалық тұрақтылығын қамтамасыздандыру... 103 Тайсариева Қ.Н. IGBT транзисторлы көп деңгейлі түрлендіргішті matlab бағдарламасында моделдеу

жəне зерттеу... 111 Татенов А.М., Амирханова А. Ш., Савельева В.В. Бейорганикалық жəне органикалық химия бойынша

механизмдерімен виртуалдық-интерактивті зертханалар құру үшін 3D форматта атомдық құрылым, электрондық конфигурация, энергетикалық деңгейлер механизмдерінің витруалдық-интерактивті визуализациясы………... 116

Татенов А.М., Байтукаев У.Б. Мұнай сүзгілеуінің əртүрлі өткізгіш түтіктерімен мұнай қыртысының

виртуалдық-интерактивті үлгісін құру... 122 Тінейбай Ə.М., Ақбасова А.Ж., Аймбетова И.О. Архитектуралық-археологиялық ескерткіштердің

сақталуы мен тұрақтылығын жоғарылату əдістері... 126 Рахимова Г.А., Темирова А.Б., Абикаева М. Д. Қазақстан республикасының энергетика саласын

энергетикалық үнемділігі жəне тиімділігі мəнмəтінінде реформалау қажеттілігі... 132 Адизбаева Д.Ж., Шойбекова А.Ж. Қазіргі кездегі еуразиялық өркениеттің ерекшеліктері мен мəселелері

(Қазақстан бойынша материалдар)... 137 Айтжанова Д.А., Омаров А.К. Қазақстанда жасыл экономиканы дамыту жағдайындағы қайталама

ресурстарын басқару ерекшеліктері... 140 Атыханов А.Қ., Муқатай Н., Оспанов А.Т. Жылыжай микроклиматын басқарудың мехатрондық жүйесін

құрастыру... 146 Ахметова Г.М. ХХ Ғасырдың басында қазақстандағы аграрлық саудасының дамуының негізгі факторлары... 150 Еркишева Ж.С. Ақпараттық технологияларды геометрияны оқытуда пайдалану... 157 Утеулин К.Р., Бари Г.Т., Рахимбаев И.Р. Табиғи каучук продуценті – Көк-Сағыз дəндерінің егіс

алдындағы өңделуі... 164 Аюпова З.К., Құсайынов Д.Ө. Ш. Құдайбердіұлының философиясының антропологиялық қырлары... ... 168 Касенова А.Ж., Мауина Г.А., Жансагимова А.Е. ҚР азық-түлік өнеркəсібін дамыту негізі ретінде

гастрономиялық тартымдылығы... 176 Есайдар У.С., Бельгибаев А.К., Мырзагулова Г.У. Қазақстандағы халықыралық туризмді дамыту рөлі

жəне бағыттары………... 180 Жолсейтова М.А., Сатов Е.Ж. «Мəдени мұра» Бағдарламасы бойынша жарық көргенқұжаттарға

Деректанулық талдау жасау... 186 Кольбаев М.К., Нурлихина Г.Б., Турабаев Г.К. Шағын инновациялық кəсіпкерлікті қаржыландыру көздері... 192 Назарбек Т.С. Қолданбалы есептерін үйрету арқылы оқушының қызығушылығын қалыптастыру... 200 Насимов М. Ө., Паридинова Б. Ж., Қалдыбай Қ. Қ., Абдрасилов Т. Қ. Ибн Халдунның əлеуметтік-

саяси көзқарастары

Хроника

Мұрат Жұрынов – Қазақстан республикасы Ұлттық ғылым академиясының президенті, академик... 216