Коваленко В. В., Громов В. Е., Козлов Э.В., Конева Н.А., Попова Н.А

ГРАДИЕНТ ВНУТРЕННИХ ПОЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ В ВАЛКАХ СТАЛИ 9ХФ

Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия

[e-mail],

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

Томск, Россия

[e-mail]

Условия эксплуатации валка привели к созданию значительных внутренних напряжений. Их действие проявляется в появлении изгиба-кручения кристалличе- ской решетки a-фазы. При электронно-микроскопическом исследовании он прояв- ляется в виде экстинкционных контуров, толщина которых обратно пропорцио- нальна изгибу-кручению кристаллической решетки.

Известно, что изгиб-кручение решетки может быть пластическим и упругим. В первом случае он обусловлен дислокационными зарядами, т.е. избыточной плот- ностью дислокаций, локализованной в некотором объеме материала. Во втором – нерелаксированными упругими напряжениями, накопленными из-за несовместно- сти деформации, например, зерен, матрицы металла и недеформируемыми частицами. Возможен и упруго-пластический изгиб, когда в материале присутствуют оба источника полей.

В исследуемом материале изгиб-кручение кристаллической решетки в основ- ном упругого происхождения. Он обусловлен несовместностью деформации кар- бидной фазы и a-матрицы.

Методом электронной дифракционной микроскопии выявлены высокие зна- чения величин <c> и cупр. Они выше, чем во многих случаях пластически дефор- мируемой стали. Причина этого состоит в большой объемной доле цементита в эв- тектоидной стали. Сталь 9ХФ (и ее аналоги) является двухфазным образованием с соизмеримой объемной долей второй фазы. Иными словами, это композиционный материал. Хорошо известно, что в композиционном материале роль внутренних напряжений выше, чем в обычных материалах.

Анализ зависимости полного внутреннего напряжения от локальных источ- ников, измеренная по мере удаления от поверхности валка, позволяет заключить, что полученные значения напряжений с величиной sВ. Поэтому становится оче- видно, что поверхность валка работает на износ и должна разрушаться. Чтобы со- хранить работоспособность валка, поверхностные слои необходимо либо удалять, либо отжигать для «рассасывания» источников напряжения и уменьшения его зна- чений, по крайней мере, на порядок.

Кривизна-кручение кристаллической решетки почти всегда выше во вторич- ных фрагментах. Очевидно, что вторичным фрагментам трудно испытывать даль- нейшие фазово-структурные превращения, поэтому при довольно близких разме- рах и одинаковой плотности дислокаций вторичные фрагменты накапливают бо- лее высокое значение кривизны-кручения решетки.

Обнаружено, что величина кривизны-кручения кристаллической решетки возрастает по мере приближения к поверхности валка. Это также является доказа- тельством того, что степень пластической деформации возрастает при приближе- нии к поверхности, а процессы возврата и полигонизации отстают от накопления дислокаций и развития внутренних напряжений.

Дата добавления: 2017-01-14