Введение
1. Субмикроскопическая структура и свойства дисперсионно—упрочненных материалов 18
1.1. Структура материалов, содержащих частицы дисперсных фаз 18
1.2. Классификация выделяющихся фаз 23
1.3. Современные представления о природе упрочнения материалов, содержащих частицы дисперсных фаз 25
1.3.1. Дислокационные теории дисперсионного упрочнения сплавов с перерезаемыми выделениями 27
1.3.2. Напряжение, требуемое для огибания частиц (упрочнение Орована) 41
1.4. Структура и свойства дисперсионно-твердеющих сплавов на Ni-Сг и Fe-Ni-Cr основах 42
1.5. Структура и свойства имплантированных ионами азота слоев в материалах на основе железа 67
1.5.1. Ионная имплантация 69
1.5.2. Структурные и фазовые превращения в имплантированных слоях 73
1.5.3. Свойства имплантированных слоев 80
1.6. Постановка задачи исследования и выбор материалов 85
2. Методика исследования 90
2.1. Изготовление и термическая обработка образцов 90
2.2. Методика металлографических исследований 91
2.3. Электрохимическое разделение фаз 92
2.4. Рентгеновские методы исследования 93
2.4.1. Методика рентгенографического определения объемной доли у фазы и размера ее частиц , 94
2.4.2. Высокотемпературная рентгеновская съемка 97
2.5. Методика электронно-микроскопических исследований 98
2.6. Механические испытания сплавов 98
2.6.1. Определение предела упругости 98
2.6.2. Определение твердости 98
2.6.3. Испытания на циклическую долговечность 99
2.6.4. Испытания на релаксационную стойкость 100
2.6.5. Методика фрикционных испытаний материалов 101
2.6.6. Высокоинтенсивная низкоэнергетическая имплантация ионов азота 102
3. Влияние субмикроскопической структуры Ni-Cr дисперсионно-твердеющих сплавов на их сопротивление микро- и макропла-стическим деформациям и разрушению 103
3.1. Структурные параметры Ni-Cr сплавов ХН77ТЮР, ХН56ВМТЮ и ХН67ВМТЮ после различных режимов их термической обработки.. 103
3.1.1. Объемная доля и размер частиц у-фазы, величина фактора объемного несоответствия Av/v ЮЗ
3.1.2. Морфология частиц у- фазы 108
3.1.3. Влияние температуры на упругие межфазовые деформации в сплавах ХН77ТЮР, ХН56ВМТЮ и ХН67ВМТЮ 110
3.2. Зависимость предела упругости и твердости сплавов ХН77ТЮР, ХН56ВМТЮ и ХН67ВМТЮ от режимов старения 117
3.3. Связь структурных параметров с пределом упругости и твердостью сплавов ХН77ТЮР, ХН56ВМТЮ и ХН67ВМТЮ на стадии упрочнения 120
3.4. Анализ данных по дисперсионному упрочнению Ni-Cr сплавов на основе дислокационных теорий 126
3.4.1. Расчет критического напряжения сдвига от полей упругих меж
фазовых деформаций в кристаллах с выделениями 128
3.4.2.0ценка значений прироста критического напряжения сдвига при старении Ni-Cr сплавов 137
3.5. Связь структурных параметров с пределом упругости и твердостью сплавов ХН77ТЮР, ХН56ВМТЮ и ХН67ВМТЮ на стадии разупрочнения 142
3.6. Влияние размера зерна на процессы разупрочнения сплава ХН67ВМТЮ при длительном изотермическом старении 152
3.6.1. Зависимость твердости закаленного сплава ХН67ВМТЮ от размера его зерна 152
3.6.2. Влияние размера зерна на кинетику разупрочнения сплава ХН67ВМТЮ при длительном изотермическом старении 152
3.6.3. Статистическая модель разупрочнения 156
3.6.4. Вычислительное моделирование размещения частиц в зерне 165
3.7. Влияние субмикроскопической структуры на циклическую долговечность сплавов на Ni-Cr основе 180
3.7.1. Циклическая долговечность закаленных Ni-Cr сплавов 182
3.7.2. Циклическая долговечность Ni-Cr сплавов с частицами 191
3.7.3. Влияние размера у-частиц на сопротивление усталостному разрушению Ni-Cr сплавов 205
3.8. Сопротивление контактному разрушению при трении Ni-Cr дисперсионно-твердеющих сплавов 209
3.8.1. Структура образцов Ni-Cr сплавов в исходном состоянии 210
3.8.2. Трение без смазки 211
3.8.3. Абразивное изнашивание 233
3.8.4. Граничное трение 236
3.9. Структура и триботехнические свойства дисперсионно-твер- деющего Cu-Ве сплава со сверхмощными полями упругих межфазовых деформаций 240
3.9.1. Материал и методика эксперимента 241
3.9.2. Структура и триботехнические свойства сплава Си-Ве 241
4. Структурные превращения в сплаве 45НХТ и его физико-механические свойства 257
4.1. Структура дисперсионно-твердеющего сплава 45НХТ 258
4.1.1. Фазовый состав сплава 45НХТ 258
4.1.2. Кинетика изменения количественного содержания у-фазы и размера ее частиц при старении сплава 45НХТ 260
4.1.3. Структурное состояние матричной фазы 262
4.2. Влияние структурного состояния на предел упругости и твердость сплава 45НХТ 271
4.2.1. Поведение предела упругости и твердости сплава 45НХТ при старении 271
4.2.2. Связь структурных параметров с пределом упругости и твердостью сплава 45НХТ на стадии упрочнения 273
4.2.3. Влияние структурного состояния на предел упругости и твердость сплава 45НХТ на стадии разупрочнения 279
4.3. Релаксационная стойкость сплава 45НХТ после старения с различной продолжительностью выдержек при 970 и 1070 К 282
4.4. Исследование влияния режимов холодной пластической деформа ции простым сдвигом на структуру и свойства закаленного сплавг 45НХТ 285
4.4.1. Материал и методика эксперимента 286
4.4.2. Структурные превращения при РКУ прессовании закаленной сплава 45НХТ 288
4.4.3. Структурные и фазовые превращения при старении деформи рованного сплава 45НХТ. Механические свойства 294
4.5. Исследование причин негерметичности упругих чувствительных элементов, изготовленных из сплава 45НХТ 306
4.6. Рентгеноструктурный метод контроля качества закалки изделий
из сплава 45НХТ 307
5. Фазовые и структурные превращения в модифицированных ио нами азота сплавах на основе железа и их механические свойства 310
5.1. Фазовые и структурные превращения в материалах на основе железа, подвергнутых низкоэнергетической имплантации азотом при высоких плотностях тока 311
5.1.1. Армко -железо 312
5.1.2. Низколегированные стали и сплавы на железной основе 318
5.1.2.1. Сталь 40Х 318
5.1.2.2. Сталь 40ХН. Хромистый чугун ? 326
5.1.3. Высокохромистые нержавеющие стали мартенситного класса 328
5.1.3.1. Фазовый состав и микроструктура 330
5.1.3.2. Твердость и микротвердость 339
5.1.3.3. Сталь 40X13. Высокотемпературный отпуск 342
5.1.3.4. Параметры структурного состояния модифицированных азотом при 770 К высокохромистых сталей 345
5.1.4. Быстрорежущая сталь Р6М5 352
5.1.5. Коррозионностойкая аустенитная сталь 08Х18Н10Т 364
5.2. Влияние плотности ионного тока на структурные параметры
сплавов железа, модифицированных ионами азота 367
5.3. Влияние структуры модифицированных ионами азота материало на железной основе на их триботехнические характеристики и сопротивление усталостному разрушению 375
5.3.1. Триботехнические свойства модифицированных ионам азота материалов 376
5.3.1.1. Сталь 40Х. Закалка 376
5.3.1.2. Сталь 40Х. Отпуск 379
5.3.1.3. Сталь 40X13. Закалка : 385
5.3.1.4. Сталь 40X13. Отпуск 388
5.3.1.5. Стали 20X13, 95X18 390
5.3.1.6. Сталь 08Х18Н10Т . 397
5.3.2. Моделирование сдвиговой пластической деформации в
процессе контактного взаимодействия ионно-модифицированных материалов с твердыми слоями 405
5.3.2.1. Макроскопическая модель сдвиговой деформации в поверхностном слое при трении с учетом изменения механически? свойств материала 405
5.3.2.2. Моделирование процесса деформирования при трении 408
5.3.3. Эволюция пластической деформации поверхностных слоев модифицированной азотом стали 40Х в условиях фрикционного взаимодействия : 413
5.3.4.Сопротивление усталостному разрушению модифицированно ионами азота стали 40X13 420
Основные результаты и выводы 427
Список литературы
