Выводы по разделу. Таким образом, анализ результатов исследований реологических свойств низкоуглеродистых (сталь 20) и среднеуглеродистых (сталь 45) марок сталей

Таким образом, анализ результатов исследований реологических свойств низкоуглеродистых (сталь 20) и среднеуглеродистых (сталь 45) марок сталей, позволяет сделать следующие выводы в аспекте проектирования процессов дальнейшей переработки полученных наноструктурных стальных заготовок в проволоку.

а) Максимальное увеличение сопротивления деформации (7%) наблюдается для наноструктурных сталей 45 при изменении скорости деформации с 4 до 14 с^-1. Для наноструктурной стали 20, прослеживается тенденция к снижению сопротивлению деформации (менее 2% от начального уровня ) при изменении скорости деформации в более широком диапазоне с 3 до 27 с^-1. Существенного (статистически значимого) влияния скорость деформации на значения сопротивления деформации для рассматриваемой группы наносталей при комнатной температуре не оказывает и при проектировании технологических процессов калибрования и волочения вязкой составляющей можно пренебречь.

б) Для наноструктурных сталей сохраняется закономерность более интенсивного упрочнения материалов с более высоким содержанием углерода, при этом их сопротивление деформации также выше, чем у наносталей с меньшим содержанием углерода.

в) Значение временного сопротивления для стали 20 с объемной наноструктурой находится в диапазоне 837…901 МПа. Среднее значение временного сопротивления составляет для данного материала 871 МПа. Для наностали 45 диапазон значений временного сопротивления соответствует 979…1194 МПа, а среднее значение временного сопротивления составляет 1061 МПа. Деформационный предел прочности для наносталей 20 и 45 находится на уровне 76% и 74%, соответственно.

г) Предельное значение прочности для рассматриваемых групп наноматериалов составляет в среднем 1139 МПа (для наностали 20) и 1392 МПа (для наностали 45).

д) Наиболее существенное упрочнение наноструктурных низкоуглеродистых сталей наблюдается в диапазоне от 10 до 30% степеней деформации. По сравнению со сталью 20, находящейся в исходном состоянии, максимальное значение прироста сопротивления деформации наблюдается при степени деформации 15…17% и находится в диапазоне 150…200 МПа, что в относительном выражении составляет 22…27%. При более высоких степенях деформации наблюдается процесс разупрочнения низкоуглеродистых наносталей, разница в величинах нивелируется и достигает для 50% степени деформации 12…14%, а на предельных степенях деформации (около 70%) – 8…9%. При этом для рассматриваемой марки стали после РКУП наблюдается 5…7% увеличение пластических свойств.

е) При проектировании технологий волочения и калибрования сталей 20 с объемной наноструктурой в аспекте получения эффекта наибольшего упрочнения (для готовой проволоки) необходимо маршрут обработки давлением на завершающих переходах ограничивать 20…30 % степеней деформации. Промежуточные переходы могут рассчитываться из условия достижения максимальной степени деформации, не превышающей 76%.

ж) Наиболее существенное упрочнение наноструктурных среднеуглеродистых сталей наблюдается в диапазоне от 15 до 30% степеней деформации. В отличие от низкоуглеродистых сталей, максимальное значение прироста сопротивления деформации (наблюдаемое при степени деформации 15…17%) находится в диапазоне 50…80 МПа, что в относительном выражении составляет менее 6%. Для стали 45 с объемной наноструктурой установлено существенное увеличение значений деформационного предела прочности (с 63% до 74%), что в относительном выражении составляет более 17%.

з) При проектировании технологий волочения и калибрования сталей 45 с объемной наноструктурой в аспекте получения эффекта наибольшего упрочнения для готовой проволоки снимается ограничение по 20…30% степени деформации, а процесс обработки давлением может рассчитываться до суммарной деформации, не превышающей деформационный предел прочности 74%.