Evolution of the structure, texture and mechanical properties of a cold-swaged austenitic stainless steel during post-deformation annealing

R. S. Chernichenko; Черниченко Р. С.; D. O. Panov; Панов Д. О.; S. V. Naumov; Наумов С. В.; E. A. Kudryavtsev; Кудрявцев Е. А.; V. V. Mirontsov; Миронцов В. В.; G. A. Salishchev; Салищев Г. А.; A. S. Pertsev; Перцев А. С.

doi:10.31857/S0015323023600120

Эволюция структуры, текстуры и механических свойств аустенитной нержавеющей стали, подвергнутой холодной радиальной ковке, при последеформационных отжигах

Авторы: Черниченко Р.С.¹, Панов Д.О.¹, Наумов С.В.¹, Кудрявцев Е.А.¹, Миронцов В.В.¹, Салищев Г.А.¹, Перцев А.С.²
Учреждения:
1. Белгородский государственный национальный исследовательский университет
2. Пермский научно-исследовательский технологический институт
Выпуск: Том 124, № 6 (2023)
Страницы: 524-532
Раздел: ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ
URL: https://rjmseer.com/0015-3230/article/view/662955
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023600120
EDN: https://elibrary.ru/OKVEGP
ID: 662955

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние температуры отжига на структуру и текстуру, а также механические свойства аустенитной нержавеющей стали 08Х16Н13М2Т, исходно подвергнутой холодной радиальной ковке со степенью 95%. Исследования показали формирование градиента структуры и текстуры ❬111❭ и ❬100❭ аустенита в процессе предварительной пластической деформации. Отжиг при низких температурах (500–600°С) приводит к полигонизациии структуры. Интенсивность текстурных компонент ❬111❭ и ❬100❭ при этом остается без изменений. После отжига при 700°С наблюдается начало рекристаллизации только в подповерхностных слоях прутка. В результате отжига при 800–900°С протекают процессы статической рекристаллизации по всему сечению прутка, что вызывает размытие текстурного градиента. Отжиг при температурах 400–600°С сопровождается повышением характеристик прочности и твердости, однако при этом наблюдается рост пластичности с увеличением температуры отжига. Отжиг при 700°С приводит к разупрочнению материала практически до уровня исходного холоднодеформированного состояния и существенному повышению пластичности.

Ключевые слова

аустенитная сталь, структура, текстура, радиальная ковка, прочность, пластичность

Список литературы

Chattopadhyay S., Anand G., Chowdhury S.G., Manna I. Effect of reverse austenitic transformation on mechanical property and associated texture evolution in AISI 316 austenitic stainless steel processed by low temperature rolling and annealing // Mater. Sci. Eng.: A. 2018. V. 734. P. 139–148.
Lu J.S., Lu Q.S., Xue J. Corrosion Resistance of Three 316 Stainless Steels // Adv. Mater. Research. 2014. V. 936. P. 1097–1101.
Panov D., Pertsev A., Smirnov A., Khotinov V., Simonov Y. Metastable Austenitic Steel Structure and Mechanical Properties Evolution in the Process of Cold Radial Forging // Materials. 2019. V. 12. № 13. P. 2058.3.
Saboori A., Aversa A., Marchese G., Biamino S., Lombardi M., Fino P. Microstructure and mechanical properties of AISI 316L Produced by directed energy deposition-based additive manufacturing: a review // Appl. Sci. 2020. V. 10(9). P. 3310.
Wang Q., Zhang M., Yang C., Yang Y., Zhou E., Liu P., Jin D., Xu D., Wu L., Wang F. Oral microbiota accelerates corrosion of 316L stainless steel for orthodontic applications // J. Mater. Sci. Techn. 2022. V. 128. P. 118–132.
Gray G.T., Livescu V., Rigg P.A., Trujillo C.P., Cady C.M., Chen S.R., Carpenter J.S., Lienert T.J., Fensin S.J. Structure/property (constitutive and spallation response) of additively manufactured 316L stainless steel // Acta Mater. 2017. V. 138. P. 140–149.
Yan F.K., Liu G.Z., Tao N.R., Lu K. Strength and ductility of 316L austenitic stainless steel strengthened by nano-scale twin bundles // Acta Mater. 2012. V. 60. P.1059–1071.
Liu M., Gong W., Zheng R., Li J., Zhang Z., Gao S., Ma C., Tsuji N. Achieving excellent mechanical properties in type 316 stainless steel by tailoring grain size in homogeneously recovered or recrystallized nanostructures // Acta Mater. 2022. V. 226. P. 117629.
Wu Y., Dong X., Yu Q. An upper bound solution of axial metal flow in cold radial forging process of rods // Intern. J. Mechan. Sci. 2014. V. 85. P. 120–129.
Panov D., Chernichenko R., Kudryavtsev E., Klimenko D., Naumov S., Pertcev A. Effect of Cold Swaging on the Bulk Gradient Structure Formation and Mechanical Properties of a 316-Type Austenitic Stainless Steel // Materials. 2022. V. 15. № 7. P. 2464.
Panov D.O., Chernichenko R.S., Naumov S.V., Pertcey A.S., Stepanov N.D., Zherebtsov S.V., Salishchev G.A. Excellent strength-toughness synergy in metastable austenitic stainless steel due to gradient structure formation. // Mater. Letters. 2021. V. 303. P. 130585.
Panov D.O., Smirnov A.I. and Pertcev A.S. Formation of Structure in Metastable Austenitic Steel during Cold Plastic Deformation by the Radial Forging Method // Phys. Met. Metal. 2019. V. 120. P. 184–190.
Akkuzin S. A., Litovchenko I. Yu. The Influence of Deformation and Short-Term Hightemperature Annealing on the Microstructure and Mechanical Properties of Austenitic Steel 17Cr–14Ni–3Mo (316 Type) // Russian Phys. J. 2019. V. 62. P. 1511–1517.
Abramova M.M., Enikeev N.A., Sauvage X., Etienne A., Radiguet B., Ubyivovk E., Valiev R.Z. Thermal Stability and Extra-strength of an Ultrafine Grained Stainless Steel Produced by High Pressure Torsion // Rev. Adv. Mater. Sci. 2015. V. 43(1–2). P. 83–88.
Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.П. Кузнецов Р.И., Давыдова Л.С., Сазонова В.А. Эволюция структуры ГЦК монокристаллов при больших пластических деформациях // ФММ. 1986. Т. 61. Вып. 6. С. 1170–1177.
Глезер А.М. Томчук А.А. Черетаева А.О Особенности структуры и механических свойств малоуглеродистой стали обработанной в камере Бриджмена деформацией кручения в различных направлениях // Вестник ТГУ. 2013. Т. 18. Вып. 4–2. С. 1946–1947.
Karaman I., Sehitoglu H., Chumlyakov Y.I., Maier H.J. The Deformation of Low-Stacking Fault-Energy Austenitic Steels // JOM. 2002. V. 54. P. 31–37.
Singh G., Kalita B., Vishnu Narayanan K.I., Arora U.K., Mahapatra M.M., Jayaganthan R. Finite element analysis and experimental evaluation of residual stress of Zr-4 alloys processed through swaging // Metals. 2020. V. 10. P. 1281.
Panov D., Kudryavtsev E., Naumov S., Klimenko D., Chernichenko R., Mirontsov V., Stepanov N., Zherebtsov S., Salishchev G., Pertcev A. Gradient Microstructure and Texture Formation in a Metastable Austenitic Stainless Steel during Cold Rotary Swaging // Materials. 2023. V. 16. № 4. P. 1706.
Abramova M.M., Enikeev N.A., Valiev R.Z., Etienne A., Radiguet B., Ivanisenko Y., Sauvage X. Grain boundary segregation induced strengthening of an ultrafine-grained austenitic stainless steel // Mater. Letters. 2014. V. 136. P. 349–352.