ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ УГЛЕРОДИСТЫХ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ
Автор: Галина Сергеевна Нагичева
Соавторы: Нохрин А.В., Мелехин Н.В., Берендеев Н.Н., Брагов А.М., Баландин В.В.
Организация: НИФТИ ННГУ
В работе проводилось исследование влияния различных способов деформирования на структуру и свойства углеродистой стали У8. Рассматривали образцы в исходном состоянии, после квазистатической осадки на заданную степень деформации, после взрывной и ударной обработок. Структура стали исследовалась с использованием методики металлографии и растровой электронной микроскопии; для аттестации механических свойств использовалась методика измерения микротвердости. Для визуализации изменения физико-механических величин в процессе высокосортного деформирования проводилось моделирование процесса высокоскоростной взрывной обработки углеродистой перлитной стали методом конечных элементов в среде ANSYS.
Микроструктурные исследования показали, что сталь У8 в исходном состоянии имеет микроструктуру пластинчатого перлита. После квазистатической осадки и динамической обработки ударом и взрывом микроструктура стали У8 не претерпевает значительных изменений. Установлено, что динамическое сжатие вызывает незначительное повышение твердости в центральной части образцов. Полученные результаты согласуются с результатами конечно-элементного моделирования.
Показано, что низкотемпературный отжиг (150-500 ℃) недеформированной стали У8 приводит к монотонному снижению твердости. Установлено, что квазистатическая осадка и динамическое нагружение углеродистой стали приводят к реализации эффекта деформационного старения, проявляющегося в повышении твердости при отжиге деформированной стали У8. Увеличение степени и скорости деформации сопровождается повышением твердости отожженной стали (см. рис. 1). Показано, что в случае взрывной нагрузки масштаб приращения твердости небольшой, что, по нашему мнению, обусловлено малостью степени деформации стальной заготовки в случае взрывного нагружения.