Структурний стан і механічні властивості пластично деформованого заліза

Abstract

Методом наноіндентування досліджено вплив нано- і субмiкрокристалічного стану на механічні характеристики (твердість Hh, пластичність δА і модуль Юнга) заліза після інтенсивної пластичної деформації тертям в аргоні та аміаку. Показано, що розчинений азот збільшує твердість в мікро- та субмікрокристалічних ділянках градієнтного шару в порівнянні з інтенсивною пластичною деформацією тертям в аргоні за рахунок твердорозчинного зміцнення. Високий вміст азоту в α -Fe[N]-твердому розчині практично не впливає на механічні характеристики нанокристалічного заліза з розміром зерен менше 50 нм, де деформація контролюється механізмом зернограничного проковзування.

Методом наноиндентирования исследовано влияние нано- и субмикрокристаллического состояния на механические характеристики (твердость Hh, пластичность δА и модуль Юнга Е) железа после интенсивной пластической деформацией трением в аргоне и аммиаке. Показано, что растворенный азот увеличивает твердость в микро- и субмикрокристаллическом участках градиентного слоя по сравнению с интенсивной пластической деформацией трением в аргоне за счет твердорастворного упрочнения. Высокое содержание азота в α-Fe[N]-твердом растворе практически не влияет на механические свойства нанокристаллического железа c размерами зерен менее 50 нм, в котором деформация контролируется механизмом зернограничного проскальзывания.

By using nanoindentation technique correlation of the mechanical parameters such as nanohardness Hh, plasticity characteristic δА, Young's modulus E and grain size of iron subjected to severe plastic deformation by friction under argon and ammonia atmosphere was examined. It was found that such deformation combined with directional mass transfer of nitrogen results in increasing the nanohardness of sections consisted of submicro- and micrometer sized grains due to the solid solution hardening. High concentration of nitrogen in α -Fe[N]-solid solution does not influence on the mechanical properties of nanocrystalline iron with grain sizes smaller then 50 nm because the deformation is predominantly controlled by grain boundary sliding.