Особливості утворення тріщин у гетерофазних включеннях типу «евтектика включення–матриця»

Abstract

UK: Мета роботи−вивчення особливостей зародження тріщин у гетерофазних включеннях типу «евтектика включення−матриця» за деформації сталей. Методика. Дослідження проводили після деформації зразків зі сталей 08Ю, 12ГС, 08кп, 09Г2С, НБ-57, 08ГСЮТФ в інтервалі температур 20...1200°С зі швидкістю переміщення захватів 1680 мм/хв. Застосовано методи дослідження –петрографія, мікрорентгеноспектральний аналіз («Cameca MS-4, Nanolab-7»,) оптична мікроскопія (Neophot-21). Результати. Встановлено, що різноманітність фаз, що становлять гетерофазні включення типу «евтектика включення−матриця», зумовлює їх різну поведінку за пластичної деформації. Показано, що зародження крихких чи в'язких мікротріщин відбувається уздовж внутрішніх міжфазних границь між металевою матрицею і другою неметалевою фазою евтектики. З’ясовано, що характер тріщин визначається рівнем пластичності фаз включень і температурою деформації. Показано, що критичні ступені деформації зразків, за досягнення яких виникали помітні мікротріщини уздовж внутрішніх міжфазних границь, залежать від температури та природи фаз включень «евтектика включення−матриця». Встановлено, що показники критичних ступенів деформації визначають рівень когезивної міцності внутрішніх міжфазних границь в гетерофазних включеннях «евтектика включення−матриця». Наукова новизна. З’ясовано особливості зародження мікротріщин в гетерофазних включеннях типу «евтектика включення−матриця». Показано, що характер мікротріщин, які утворилися уздовж міжфазних границь, залежить від температури, рівня пластичності та умов поєднання крихких та пластичних фаз у включеннях типу «евтектика включення−матриця», а також від температури деформації. Критичні ступені деформації сталей, коли виникали мікротріщини уздовж внутрішніх міжфазних границь, визначають когезивну міцність цих границь і залежать від температури та природи фаз включень типу «евтектика включення−матриця». Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволить розробити технології отримання сталей з регламентованими видами гетерофазних неметалевих включень, що допоможе суттєво підвищити їх технологічні та експлуатаційні характеристики, а також запобігти утворенню різноманітних дефектів під час обробки сталей тиском та експлуатації виробів

EN: Purpose.The goal of the work was to study the peculiarities of crack nucleation in heterophase inclusions of the “eutectic inclusion−matrix”type during steel deformation. Methods. The research was carried out after deformation of samples from steels 08Yu, 12GS, 08kp, 09G2S, NB-57, 08GSYUTF in the temperature range of 20...1200 °C with the speed of movement of grips 1680 mm/min. Theresearch methods were used −petrography, micro-X-ray spectral analysis (Cameca MS-4, Nanolab-7), optical microscopy (Neophot-21).Results.It is established that the variety of phases that make up heterophase inclusions of the type “eutectic of inclusion−matrix”leads to their different behavior under conditions of plastic deformation. It is shown that the nucleation of brittle or viscous microcracks occurs along the internal interfacial boundaries between the metal matrix and the second phase of the eutectic. Itis determined that the nature of cracks is determined by the level of plasticity of the inclusion phases and the deformation temperature. It is shown that the critical degrees of deformation of the samples, at the achievement of which there were noticeable microcracks along the internal interfacial boundaries, depend on the temperature and nature of the phases of inclusions “eutectic of inclusion−matrix”. It is established that the values of critical degrees of deformation determine the level of cohesivestrength of the internal interfacial boundaries in heterophase inclusions “inclusion−matrix eutectic”.Scientific novelty.Peculiarities of microcracking nucleation in heterophase inclusions of the “inclusion−matrix eutectic”type have been established. It is shown that the nature of microcracks formed along the interfacial boundaries depends on the temperature, level of plasticity and conditions of combination of brittle and plastic phases in inclusions of the “eutectic of inclusion−matrix”type, aswell as on the deformation temperature. It is shown that the critical degrees of deformation of steels, when microcracks occurred along the inner interfacial boundaries, determine the cohesive strength of these boundaries and depend on the temperature andnature of the phases of inclusions such as “inclusion−matrix eutectic”.Practical significance.The use of the results obtained will make it possible to develop technologies for producing steels with regulated types of heterophase nonmetallic inclusions, which will significantly increase their technological and operational characteristics, as well as prevent the formation of various kinds of defects during the processing of steels by pressure and the operation of products