Розмір шрифту: 

Принцип получения многофазных метастабильных управляемо самотрансформирующихся структур предложено использовать для создания экономнолегированных сплавов и наплавочных материалов, не содержащих дорогих легирующих элементов (Ni, Co, W и др.), а также упрочняющих технологий, существенно повышающих долговечность быстроизнашивающихся деталей машин. Это значительно расширяет возможности реализации идеи, высказанной И.Н. Богачевым и Р.И. Минцем еще в 50-х годах прошлого века по использованию метастабильных аустенитных сплавов, в которых повышение механических и служебных свойств обеспечивается мартенситными деформационными превращениями, протекающими в процессе нагружения при испытаниях механических свойств и/или  эксплуатации. Химический состав сплавов и их обработка должны обеспечивать получение многофазных метастабильных структур, в которых присутствуют мартенсит и/или бейнит, феррит, карбиды, нитриды, карбонитриды, метастабильный аустенит. Не  всегда могут быть  получены все указанные структуры, но метастабильный аустенит должен присутствовать обязательно, даже в небольшом количестве (? 10…15 %). Его превращение в мартенсит при деформации (эффект самозакалки при нагружении) является важным механизмом не только упрочнения, но и релаксации микронапряжений. В процессе испытаний свойств или эксплуатации могут протекать другие структурные и фазовые превращения: образование дефектов упаковки, двойникование, обратные мартенситные превращения, изменение плотности дислокаций, динамическое старение, сильное диспергирование структуры вплоть до наноразмерного состояния и др. При этом необходимо управлять структурными и фазовыми превращениями, оптимизируя их применительно к конкретным условиям. На развитие этих превращений расходуется значительная часть энергии внешнего воздействия и, соответственно, ее меньшая часть идет на разрушение.     Перспективным направлением является создание на указанном выше принципе экономнолегированных низко- и малоуглеродистых сталей мартенситного и бейнитного классов (эффект самозакалки при охлаждении). При их термообработке исключается применение неэкологичного масла. Они закаливаются на воздухе или по схеме вода-воздух, что исключает коробление и трещинообразование. Эти стали могут применяться после энергосберегающих технологий термообработки (охлаждение с прокатного нагрева на воздухе). Снижение углерода в них (? 0,08 %), а также примесей (S, P, O2. H2 и др.), применение микролегирования и модифицирования, а также термопластической обработки, в результате которой создаются наноразмерные элементы структуры, позволяют получить в новых сталях высокий уровень механических свойств. Другим перспективным направлением является разработка марганцовистых и хромомарганцовистых сталей мартенситно-аустенитного, аустенитно-мартенситного и аустенитно-мартенситно-карбидного классов. Они могут использоваться в качестве высокопрочных коррозионно- и износостойких. В них самотрансформация структуры происходит как при охлаждении на воздухе, так и при нагружении.     Большие возможности в повышении долговечности деталей и инструментов при абразивном и ударно-абразивном изнашивании  открывает создание и широкое внедрение в производство экономнолегированных сплавов, имеющих структуру метастабильного аустенита, армированного упрочняющими фазами. В них динамические деформационные мартенситные превращения и старение должны иметь оптимальное развитие применительно к конкретным условиям эксплуатации. По износостойкости новые материалы значительно превосходят более дорогие, традиционно применяемые.     Еще одним важным направлением является создание экономнолегированных наплавочных материалов различных структурных классов с эффектом самотрансформации структуры при охлаждении на воздухе и/или нагружении. Применение таких материалов для реновации деталей даёт большой экономический эффект. Важное значение в повышении долговечности деталей и инструментов имеют упрочняющие технологии, обеспечивающие эффект самотрансформации при нагружении в поверхностном слое.     Значительное повышение долговечности деталей в ряде случаев обеспечивают закалка с повышенных температур, изотермическая, ступенчатая, прерванная закалки, проведенные по нестандартным режимам, комбинированные обработки, включающие получение избыточного (сверх оптимального) количества метастабильного аустенита, последующее его упрочнение и частичное разложение с образованием мартенсита; применение отпуска для получения в структуре метастабильного аустенита оптимального количества и стабильности; использование источников концентрированной энергии для упрочнения поверхности и получения в ней метастабильного аустенита; различные виды комбинированных обработок, включающие деформационно-термическую, химико-термическую и  термическую обработки, позволяющие получить многофазную структуру с метастабильным аустенитом и, соответственно, повышающие конструкционную прочность.      Рассмотренный принцип реализован при создании экономнолегированных сталей для быстроизнашивающихся деталей дробления различных материалов, звеньев цепи чугуноразливочной машины, футеровочных плит тракта транспортировки сыпучих материалов; разработке порошковых ленточных и проволочных электродов для реновации опорных роликов, крановых колес, щек камнедробилок и других деталей; внедрении новых упрочняющих технологий клапанов распределительных коробок гидравлического пресса, молотков зернодробилок, режущих дисков горнопроходческих комплексов и др.