Аннотация: Исследованы морфология и кристаллическая структура фаз, присутствующих в различных зонах стыкового сварного соединения, полученного сваркой трением с перемешиванием пластин сплава Д16Т (2024). С помощью просвечивающей электронной микроскопии обнаружены наноразмерные дисперсные выделения упрочняющей S-фазы Al2CuMg и вторичных фаз Al12Fe3Si, Al2Cu, Mg2Si. Обсуждены причины появления или отсутствия наноразмерных фаз в различных зонах сварного соединения.

Аннотация: Штамповая сталь для горячей штамповки большого сечения часто отправляется в брак из-за того, что микроструктура в сердцевине не соответствует стандарту NADCA # 207-2016. Однако заводы по производству специальной стали никогда не решались использовать воду в качестве охлаждающей среды, так как эта сталь чувствительна к образованию трещин, вызванных напряжением. В настоящем исследовании проведено конечно-элементное моделирование блюмов из сталей 4Cr5MoSiV1 и 4Cr5Mo2SiV во время быстрого охлаждения после термической обработки на твердый раствор. Показано, что кривые охлаждения в сердцевине блюмов имеют одинаковый характер. С увеличением толщины блюма скорость охлаждения в сердцевине уменьшается, в то время как разность температур сердцевины и поверхности увеличивается. Содержание мартенсита, бейнита и аустенита в сердцевине в блюме из стали 4Cr5Mo2SiV с толщиной поперечного сечения 150 – 650 мм относительно стабильно, а объемная доля мартенсита составляет > 50 %. В отличие от этого объемная доля мартенсита в блюме из стали 4Cr5MoSiV1 толщиной 450 мм не достигает 50 %. Скорость охлаждения стали 4Cr5Mo2SiV выше, чем стали 4Cr5MoSiV1, но возникающие напряжения при той же толщине в стали 4Cr5Mo2SiV меньше. Значение теоретически предсказанной максимально допустимой толщины поперечного сечения блюмов из сталей 4Cr5MoSiV1 и 4Cr5Mo2SiV составляет ~ 450 мм и ~ 580 мм соответственно. Производственная проверка охлаждения водой после термической обработки блюма из стали 4Cr5Mo2SiV размерами 520 ´ 750 ´ 4000 мм показала, что качество продукции соответствует критериям приемки стандарта NADCA # 207-2016.

Аннотация: В настоящем исследовании с использованием усовершенствованных изоконверсионных методов (Вязовкина и Ортеги) определен кинетический триплет осаждения метастабильной фазы b² в сплаве Al – Mg – Si(Cu) с высоким отношением Mg/Si. При этом учтено, что зависимость реакции от времени и температуры известна, как только известен кинетический триплет (параметры). Для сравнения использованы традиционные методы Фридмана, Киссинджера – Акахиры – Сунозе (KAS) и Озавы – Флинна – Уолла (OFW). Установлено, что методы Фридмана, Вязовкина и Ортеги приводят к одинаковому изменению энергии активации в зависимости от степени конверсии, что численно объясняется как конкуренция двух процессов, связанных с реакциями зародышеобразования и роста. Определение предэкспоненциального множителя с использованием метода компенсационного эффекта позволяет идентифицировать модель реакции ( f (α) = 2(1 – α)[– ln(1 – α)]1/2 ), которая, как установлено, соответствует одномерному механизму зародышеобразования и роста Аврами, причем независимо от используемого метода определения энергии активации и скорости нагрева.

Аннотация: Изучено влияние термомеханической обработки (ТМО) в области стабильного аустенита на характеристики структуры реечного мартенсита и частиц вторых фаз в высокохромистой стали 10Х9К3В2МФБР с 0,012 % (масс.) B и 0,007 % (масс.) N. Исследована структура стали с использованием методов оптической металлографии, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии. Проведены испытания на растяжение и измерения твердости HV. Показано, что ТМО способствует измельчению исходных аустенитных зерен, мартенситных пакетов, блоков и реек. Установлено, что наследование дефектов аустенитной структуры при мартенситном превращении способствует уменьшению среднего размера частиц карбидов M23C6 и (Nb, V)C и повышению однородности их распределения после отпуска при 700 °C. Частицы M23C6 преимущественно формируются на границах реек, тогда как (Nb, V)C — на дислокациях внутри реек, сохраняя рациональные кристаллографические ориентационные соотношения с ферритной матрицей. Проведение ТМО по выбранному режиму улучшает прочностные характеристики стали при комнатной температуре и повышает ее пластичность при 650 °C более чем на 50 %.

Аннотация: Исследовано влияние закалки и старения на микроструктуру и фазовый состав 3D-напечатанного титанового сплава Ti – 6Al – 4V, полученного методом проволочной электронно-лучевой аддитивной технологии. Изучена микроструктура сплава после закалки от 950 °C и старения при 500 °C в течение 4, 12 и 16 ч с использованием оптической и просвечивающей электронной микроскопии. Определены химический и фазовый составы сплава Ti – 6Al – 4V до и после термической обработки с помощью энергодисперсионного и рентгеновского дифракционного анализа. Показано, что в процессе 3D печати в структуре сплава образуются пластины α/α′-фазы с повышенным содержанием ванадия, разделенные прослойками остаточной β-фазы. Образование при закалке сплава мартенситных α′- и α′′-фаз в структуре является причиной увеличения микротвердости от 3,0 до 3,9 ГПа. При старении в течение 4 и 12 ч в сплаве формируется микроструктура со смешанной морфологией (пакетной и корзинчатой) α/α′-фазы, а также области с сохранившейся α′′-фазой. При этом остаточной β-фазы не обнаружено и микротвердость изменяется в широких пределах (от 2,8 до 4 ГПа). Старение при 500 °C, 16 ч привело к полному распаду α′′-фазы и образованию остаточной β-фазы в количестве 6 % (об.).

Аннотация: Исследованы механические свойства и микроструктура холоднокатаных полос из конструкционной стали 30 после различных режимов рекристаллизационного отжига с учетом особенностей деформации симметричной и асимметричной прокатки. Установлены закономерности влияния температурно-временных параметров отжига на механические свойства стали. Предложены наиболее эффективные режимы отжига для получения требуемых механических свойств полос по ГОСТ 2284–79 в зависимости от вида холодной прокатки.

Аннотация: Исследовано влияние импульсной сварки трением с перемешиванием (ИСТП) с различными усилием и частотой импульсов на микроструктуру и свойства сварных соединений листов из алюминиевого сплава 7075 (В95АТ1). Методами количественной электронной микроскопии определены размер зерен, соотношение распределения малоугловых границ зерен (МУГЗ) и большеугловых границ зерен (БУГЗ), а также изучена эволюция микроструктуры и характера выделений упрочняющих фаз в различных зонах сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием (СТП) и ИСТП. Показано, что использование ИСТП позволяет получить более мелкозернистую равноосную микроструктуру в зоне перемешивания (ЗП) соединений, чем при СТП. Установлено, что дополнительная пластическая деформация, создаваемая импульсами, способствует динамической полигонизации в ЗП. Это позволяет МУГЗ более интенсивно трансформироваться в БУГЗ. Выявлено, что применение импульсов во время сварки ускоряет процессы повторного выделения упрочняющих фаз и динамической полигонизации в ЗП соединения. Импульсное воздействие при сварке изменяет характер упрочняющих частиц второй фазы в зоне термического влияния соединения (ЗТВ). При СТП в ЗТВ наблюдается высокая концентрация включений стабильной h-фазы, в то время как при ИСТП обнаружена высокая концентрация термочувствительных включений h¢-фазы. В результате измельчения зерна и более активного повторного выделения упрочняющих фаз микротвердость в ЗП соединения при ИСТП выше, чем при СТП.