Peculiarities of Change in Structure and Properties of Solid-Phase Compound of Ot4-1alloy Obtained by Cold Forced Fit and Further Thermal Treatment

Abstract

Комсомольский-на-Амуре государственный университет «КнАГУ» (681013, Россия, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27) Аннотация. Исследованы закономерности влияния максимальной величины деформационно-напряженного состояния, полученного в условиях холодной тугой посадки заготовок системы вал - отверстие при образовании твердофазного диффузионного соединения (ТДС) и последующем температурном воздействии в автономном вакууме, на эволюцию структурных изменений и свойства приконтактной облас ти (ПО) неразъемного соединения сплава ОТ4-1. Показано, что в процессе холодной пластической деформации сплава при образовании ТДС в микроструктуре ПО наблюдается деформационный рельеф (следы скольжения по границам зерен), уменьшение площади контактных поверхностей и объемное взаимодействие как в плоскости контакта (искривление зерен), так и в объеме зоны контакта (очаги выхода дислокаций). Основные показатели, а именно, удельный параметр организации структуры, плотность зерен, средняя плотность границ зерен и развитость границ зерен интерфейса структурного состояния в 10, 4, 1,8 и 1,5 раза соответственно превышают таковые основного металла в исходном состоянии. Температурные воздействия в условиях автономного вакуума в интервале фазовых превращений α → β приводят к стадийности структурных изменений как в основном металле, так и в ПО ТДС. В первоначальный момент в микроструктуре появляется глобулярная составляющая, переходящая вновь в игольчатую структуру исходного состояния (с некоторым ростом микротвердости) при увеличении времени выдержки, а также при повышении температуры. Впервые установлено явление появления стадии образования глобулярной структуры при нагреве пластически деформированного металла не только в температурно-временных условиях фазового превращения, а и при повышенных температурах, причем чем выше температура нагрева, тем меньше время существования этой стадии. Кроме того, при меньших степенях пластической деформации стадия глобуляризации структуры наблюдается при температурах, близких к температуре полиморфных превращений Т пп , и меньших выдержках. Для основного металла (степень деформации незначительная) глобулярная структура исчезает практически полностью после нагрева в течение 10 мин при 950 °С. Для деформационно-напряженного состояния холодно-деформированной ПО ТДС глобулярная структура исчезает при нагреве в течение 1 ч при 950 °С, 40 мин - при 975 °С, 20 минпри 1000 °С. При этих температурах практически полностью завершается процесс «залечивания» несплошностей, то есть исчезает линия соединения, образуется по микроструктуре сплошной металл ПО, не отличающийся от основного металла, с незначительным увеличением микроструктуры. Количественная оценка структурных изменений по основным параметрам интерфейса структурного состояния позволяет выявить механизм, кинетику и структурную зависимость от степени пластической деформации и режимов термической обработки, обеспечивающих «залечивание» несплошностей, исчезновение границ раздела и свойства ТДС не хуже свойств основного металла.