скачать
Аннотация
Методами современного физического материаловедения показано, что плазменное упрочнение валков прокатного стана приводит к формированию слоистой структуры, характеризующейся закономерным изменением механических характеристик, фазового состава, дефектной субструктуры материала и проявляющейся на различных структурно-масштабных уровнях: макро- (образец в целом), мезо-(состояние зеренно-субзеренного ансамбля), микро- (состояние карбидной и дислокационной подсистем) и наноструктурном (состояние твердого раствора) уровнях. Установлено, что в результате плазменной обработки в чугунных валках формируются α-фаза, γ-фаза, графит и карбид железа. В поверхностном слое обнаружено формирование нанокристаллической зеренной структуры на основе а-фазы (размер кристаллитов 35-40 нм), стабилизированной частицами цементита размером ~3-5 нм. Установлено, что эксплуатация упрочненных валков сопровождается закономерным изменением дефектной субструктуры и фазового состава чугуна. Определены источники дальнодействующих полей напряжений, формирующихся в валке в результате плазменной обработки и последующей эксплуатации. Показано, что поля напряжений максимальной величины формируются в поверхностном слое в структуре нанокристаллических зерен феррита. В результате использования технологии плазменной поверхностной закалки повысилась износостойкость чугунных валков. Проанализирована эволюция структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры поверхностного слоя чугунных валков при прокатке арматуры большого диаметра.
Ключевые слова
Структура, фазовый состав, чугунные валки, плазменное упрочнение.
1. Efimov O.Yu., Gromov V.E., Ivanov Yu.F. Formation of the structure, phase composition and the properties of steels and alloys in the strengthening forming technologies. Novokuznetsk: Publishing house “Inter-Kuzbass”, 2012, 345 p.
2. Efimov O.Yu. Structure phase states and the technology of production of strengthened steel bars and cast iron rolls. Novokuznetsk: Publishing House JSC “Novokuznetsk Printing Plant”, 2008, 300 p.
3. Efimov O.Yu., Yuryev A.B., Gromov V.E. Plasma hardening of high-carbon alloys: the physical nature and the technology. Novokuznetsk: Publishing House JSC “Novokuznetsk Printing Plant”, 2009, 220 p.
4. Gromov V.E., Efimov O.Yu., Kosterev V.B. Structure phase states and properties of hardened rolled steel products and cast iron rolls. Novokuznetsk: Printing house of SibSIU, 2011, 200 p.
5. Khirsh P., Khovi A., Nikolson R.I. Electron microscopy of thin crystals. Moscow: Mir, 1968, 574 p.
6. Endryus K., Dayson D., Kioun S. Electron diffraction patterns and their interpretation. Moscow: Mir, 1971, 256 p.
7. Chernyavskiy K.S. Stereology in physical metallurgy. Moscow: Metallurgiya, 1977, 280 p.
8. Belov E.G., Efimov O.Yu., Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Kolubaeva Yu.A. Evolution of the structural and phase states in hardened cast iron rolls: part 1. Steel in Translation, 2010, no. 4, pp. 322-324.
9. Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Tang G., Efimov O.Yu. Formation and evolution of nanosized structure-phase states of cast iron during plasma hardening and subsequent operation. Advanced materials, 2011, no. 13, pp. 202-206.
10. Efimov O.Yu., Chinokalov V.Ya., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Konovalov S.V. Increase of resistance in cast iron rolls due to plasma treatment. Fundamental problems of modern material science, 2011, no. 2, pp. 5-11.
11. Teplyakova L.A., Ignatenko L.N., Kasatkina N.F. et al Proc. Conf. “Plastic Deformation of Alloys: Structurally Inhomogeneous Materials”. Tomsk: Tomsk State University, 1987, pp. 26-51.
12. Gromov V.E., Kozlov E.V., Bazaikin V.I. et al. Physics and Mechanics of Drawing and Bulk Stamping. Moscow: Nedra, 1997, 290 p.
13. Koneva N.A., Lychagin D.V., Teplyakova L.A. et al. Experimental Investigation and Theoretical Description of Disclinations. Leningrad: Izd. FTI, 1984, pp. 161-164.
