Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

424 / 530

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3 Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
424
УДК 620.172.224.2
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ
ЭКСТРУДИРОВАННОЙ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПРИ НИЗКОЙ
ТЕМПЕРАТУРЕ*
Н.Д. КОВАЛЕНКО, м.н.с.
А.М. ИВАНОВ, канд. техн. наук
(ИФТПС СО РАН, г. Якутск)
Коваленко Н.Д.  677980, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1,
Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН,
e-mail:
Выполнено экструдирование низкоуглеродистой конструкционной стали. Проведены
механические испытания образцов на растяжение и определены механические свойства
стали Ст3сп в состоянии поставки и после экструдирования. Проведено исследование
механизма разрушения стали в исходном и упрочненном состоянии при положительной и
отрицательной температурах. Показано, что прочность стали Ст3сп результате
экструдирования повышается в 1,5…2 раза, а пластичность падает в 2,5 раза. Установлено,
что в результате диспергирования структуры при экструзии в один проход при температуре
673 К со степенью деформации 0,4 смены вязкого механизма разрушения при одноосном
растяжении образцов не происходит, в том числе и при температуре испытаний 213 К.
Ключевые слова: сталь, экструзия, образец, температура, механические свойства,
прочность, пластичность, излом, фрактограмма, механизм разрушения, вязкое разрушение.
Введение
В настоящее время во всех ведущих отраслях машиностроения все в больших
масштабах применяют высокоэнергетические методы обработки материалов. Экструзия,
известная как технология получения изделий путем продавливания вязкого расплава
материала или густой пасты через формующее отверстие, и используемая при формовке
полимеров, изделий пищевой промышленности и т.д. нашел применение и в области
упрочнения металлических материалов. Применительно к металлическим материалам
экструдирование применялось вначале для обработки высокопластичных металлов, затем
пластичных металлов и сплавов, и наконец, труднодеформируемых материалов [1].
Для упрочнения металлических материалов применяются различные методы интенсивной
пластической деформации [2, 3]. В результате динамической экструзии в [4] крупнозернистая (КЗ)
медная заготовка была раздроблена на четыре части, а заготовка из ультрамелкозернистой (УМЗ)
меди на три части. При УМЗ структура в меди сформирована в результате равноканального
углового прессования (РКУП) в 16 проходов по маршруту Вс. В процессе динамической экструзии
в УМЗ меди произошла динамическая рекристаллизация, а в КЗ меди нет. Влияние
геометрических параметров на простой сдвиг при экструзии в [5] проанализировано методом
конечных элементов. Технология изготовления длинномерных полуфабрикатов методом
изотермической экструзии из конструкционных титановых сплавов ВТ6 и ВТ16 представлена в
[6], которая позволяет получать мелкозернистую структуру, оптимальное сочетание прочностных
* Работа выполнена в рамках научного проекта № III.28.1.1 по программе III.28.1 СО РАН