ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 669
DOI: 10.18503/1995-2732-2026-24-2-146-115
Аннотация
Актуальность работы. В машиностроении значительная доля металлических изделий изготавливается методами горячего деформирования, при котором протекают процессы рекристаллизации, влияющие на структурные изменения и механические свойства материала. Аналитический обзор способов построения диаграмм рекристаллизации показал, что использование испытания на осадку является общепринятым способом их построения и имеет ряд нерешенных вопросов: большая трудоемкость построения диаграмм и неточность построения начального участка диаграмм; ограниченная информация о характере разнозернистости структуры; отсутствие возможности применения диаграмм в производственном процессе, характеризующемся сложным напряженным состоянием. Цель работы. Разработка способа построения диаграмм рекристаллизации, обеспечивающего решение вопросов по уменьшению числа испытаний при каждой температуре, возможности оценки разнозернистости структуры и применения построенных зависимостей рекристаллизации в производственном процессе. Основным направлением их решения явилось применение математических методов и технологий численного моделирования процессов деформирования твердого тела. Научная новизна. Для построения диаграмм рекристаллизации разработана имитационная модель осадки цилиндрических образцов, в которой для степеней обжатия 10 и 50% проведена оценка интенсивности деформации на всей поверхности продольных сечений осаженных образцов, в соответствии с координатной сеткой размером 2,0×2,0 мм. Это позволило выделить исследуемые зоны для металлографического анализа по определению среднего размера зерна и его разнозернистости. Разработанный метод расширил возможности для определения механизмов рекристаллизации в зависимости от температуры и степени деформации. Результаты. Апробация разработанного способа проведена при построении зависимости рекристаллизации II рода аустенитной стали Х18Н10Т. Построенные зависимости рекристаллизации, с учетом данных разнозернистости, расширили возможности оценки механизмов рекристаллизации в интервале температур 1050–1150°С и степени деформации в показателе интенсивности до значения εi = 0,75. Практическая значимость. Разработанный способ позволяет одновременно проводить построения диаграмм рекристаллизации III рода, а также проводить построения зависимостей рекристаллизации в зависимости от показателя накопленной (итоговой) деформации.
Ключевые слова
Рекристаллизация металлических материалов, интенсивность деформации, величина зерна, зависимости рекристаллизации.
Для цитирования
К вопросу построения зависимостей рекристаллизации металлических материалов / Галкин В.В., Баженов Е.О., Гаврилов Г.Н., Вашурин А.В., Черепенькин Д.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. №2. С. 146-155. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2026-24-2-146-155
1. Бережковский Д.И. Новый тип диаграмм рекристаллизации и методика их построения // Заводская лаборатория. 1964. №12. С. 1482-1487.
2. Hanemannu, Lucke // Stahl und Eisen. 1925, no. 5, s. 119.
3. Siebel und Pomp. Düsseldorf: Мilt. Kais.Wilh.Inst. f. Eeisenforsch, 1927. S. 157.
4. Павлов Иг.М. и др. // Металлург. 1936. С. 17-20.
5. Корнеев Н.И. Деформация металлов ковкой. М.: Оборонгиз, 1947. 244 с.
6. Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: МИСиС, 2005. 432 с.
7. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983. 480 с.
8. Орлов А.Н., Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В. Границы зерен в металлах. М.: Металлургия, 1980. 156 с.
9. Rezvani, A., Ebrahimi, R., &Bagherpour, E. Static Recrystallization Simulation of Interstitial Free-Steel by Coupling Multi-Phase-Field and Crystal Plasticity Model Considering Dislocation Density Distribution // Advanced Engineering Materials. 2025, 27(12), p. 14. DOI: 10.1002/adem.202500117.
10. Grain Growth in High-Entropy Alloys (HEAs): A Review / Zamani M. R., Mirzadeh H., Malekan M., et al. // High Entropy Alloys & Materials. 2022, 1(1), pp. 25-59.
11. 3D cellular automaton simulation of the dynamic recrystallization microstructure evolution for a nickel-based superalloy / Gong Y., Ding H., Wang Y., et al. // Iron Steel Vanadium Titanium. 2025, 46(2), pp. 151-158. DOI: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.02.021
12. El-Meligy M., El-Bitar T., & Ebied S. Grain refinement tracing of dynamic and metadynamic recrystallization for a Penetrator Steel // Journal of Ultrafine Grained and Nanostructured Materials. 2024, 57(1), pp. 75-81. DOI: 10.22059/JUFGNSM.2023.365577.417
13. Modeling deformation, recovery, and recrystallization of tantalum using a higher order elasto-viscoplastic self-consistent model / Riyad I. A., Clausen B., Savage D. J., et al. // Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2025, p.105925. DOI:10.1016/j.jmps.2024.105925.
14. ГОСТР 57188-2016. Численное моделирование физических процессов. Термины и определения.
15. ГОСТ Р 57700.10-2018. Численное моделирование физических процессов. Определение напряженно-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области.
16. Патент № 2817327 C1 РФ. Способ построения зависимостей рекристаллизации / Галкин В.В., Гаврилов Г.Н., Вашурин А.В., Баженов Е.О., Итальянцев Д.С., опубл. 15.04.2024, бюл. №11.
17. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.