Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства
В статье рассматриваются возможные способы получения нанокристаллических структур в реальных изделиях, оцениваются их технологичность, сложность осуществления и вероятность достижения требуемых свойств. Особое внимание уделено поверхностному наноструктурированию и установлению связей между характеро...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
2009
|
| Назва видання: | Физическая инженерия поверхности |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101956 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства / С.С. Дьяченко, И.В. Поиомаренко, В.А. Золотько // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 4. — С. 386-396. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101956 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1019562025-09-15T11:05:17Z Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства Дьяченко, С.С. Поиомаренко, И.В. Золотько, В.А. В статье рассматриваются возможные способы получения нанокристаллических структур в реальных изделиях, оцениваются их технологичность, сложность осуществления и вероятность достижения требуемых свойств. Особое внимание уделено поверхностному наноструктурированию и установлению связей между характером структуры, формирующейся на поверхности изделий при ее обработке различными методам, и изменениями свойств в объеме изделия. В статті розглядаються можливі способи отримання нанокристалічних структур в реальних виробах, оцінюються їх технологічність, складність здійснення та ймовірність досягнення необхідних властивостей. Особливу увагу приділено поверхневому наноструктуруванню та встановленню зв’язків між характером структури, що формується на поверхні виробів при її обробці різними методами, і зміною властивостей в об’ємі виробу. This paper regards the possible methods of nanostructure obtaining in real articles, estimates their manufacturability, complicity of realization, probability of the required properties attaining. Peculiar emphases has been given to the nanostructure creation in the surface layers and to ascertain the relations between their structure depending on the treatment method and the volume properties. 2009 Article Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства / С.С. Дьяченко, И.В. Поиомаренко, В.А. Золотько // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 4. — С. 386-396. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101956 669.017:621.73 ru Физическая инженерия поверхности application/pdf Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В статье рассматриваются возможные способы получения нанокристаллических структур в реальных изделиях, оцениваются их технологичность, сложность осуществления и вероятность достижения требуемых свойств. Особое внимание уделено поверхностному наноструктурированию и установлению связей между характером структуры, формирующейся на поверхности изделий при ее обработке различными методам, и изменениями свойств в объеме изделия. |
| format |
Article |
| author |
Дьяченко, С.С. Поиомаренко, И.В. Золотько, В.А. |
| spellingShingle |
Дьяченко, С.С. Поиомаренко, И.В. Золотько, В.А. Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства Физическая инженерия поверхности |
| author_facet |
Дьяченко, С.С. Поиомаренко, И.В. Золотько, В.А. |
| author_sort |
Дьяченко, С.С. |
| title |
Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства |
| title_short |
Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства |
| title_full |
Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства |
| title_fullStr |
Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства |
| title_full_unstemmed |
Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства |
| title_sort |
возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства |
| publisher |
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101956 |
| citation_txt |
Возможности получения наноструктуры в массивных изделиях и влияние наноструктурирования на их свойства / С.С. Дьяченко, И.В. Поиомаренко, В.А. Золотько // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 4. — С. 386-396. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| series |
Физическая инженерия поверхности |
| work_keys_str_mv |
AT dʹâčenkoss vozmožnostipolučeniânanostrukturyvmassivnyhizdeliâhivliânienanostrukturirovaniânaihsvojstva AT poiomarenkoiv vozmožnostipolučeniânanostrukturyvmassivnyhizdeliâhivliânienanostrukturirovaniânaihsvojstva AT zolotʹkova vozmožnostipolučeniânanostrukturyvmassivnyhizdeliâhivliânienanostrukturirovaniânaihsvojstva |
| first_indexed |
2025-11-26T21:12:07Z |
| last_indexed |
2025-11-26T21:12:07Z |
| _version_ |
1849888901442830336 |
| fulltext |
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4 385
УДК 669.017:621.73
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ
В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ
НА ИХ СВОЙСТВА
С.С. Дьяченко1, И.В. Пономаренко1, В.А. Золотько2
1Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Украина
2ЧП ”3 LINE”, Харьков
Украина
Поступила в редакцию 24.11.2009
В статье рассматриваются возможные способы получения нанокристаллических структур в
реальных изделиях, оцениваются их технологичность, сложность осуществления и вероятность
достижения требуемых свойств. Особое внимание уделено поверхностному наноструктуриро-
ванию и установлению связей между характером структуры, формирующейся на поверхности
изделий при ее обработке различными методам, и изменениями свойств в объеме изделия. На
основе механических (статических, циклических) испытаний установлено, что наиболее эф-
фективным методом наноструктурирования поверхности является ионно-плазменная обработка
(ИПО), которая не только модифицирует свойства поверхностного слоя, но и существенно
увеличивает прочность всего изделия (объемную прочность): временное сопротивление по-
вышается на 24%, предел текучести – на 42%. При этом относительное удлинение остается на
том же уровне, а относительное поперечное сужение даже имеет тенденцию к росту (на 3 –
4%). Главную роль в повышении конструктивной прочности играет операция ионной бом-
бардировки. Последующее нанесение покрытия может увеличить прочность не более чем на
4 – 5%. Установленное явление объяснено залечиванием дефектов, особым поведением нано-
структурных слоев при деформации, реализацией механизмов недислокационной плас-
тичности.
Ключевые слова: Гидроэкструзия, ионно-плазменная обработка, сталь, наноструктурирование
поверхности, ультрамелкое зерно, конструктивная и объемная прочность, нанотвердость, зале-
чивание дефектов, сверхпластичность
В статті розглядаються можливі способи отримання нанокристалічних структур в реальних
виробах, оцінюються їх технологічність, складність здійснення та ймовірність досягнення
необхідних властивостей. Особливу увагу приділено поверхневому наноструктуруванню та
встановленню зв’язків між характером структури, що формується на поверхні виробів при її
обробці різними методами, і зміною властивостей в об’ємі виробу. На підставі механічних ви-
пробувань встановлено, що найефективнішим методом наноструктурування поверхонь є іонно-
плазмова обробка (ІПО), яка не тільки модифікує властивості поверхневого шару, але й суттєво
підвищує міцність усього виробу (об’ємну міцність): тимчасовий опір збільшується на 24%,
границя текучості – на 42%.При цьому відносне подовження залишається на тому ж рівні, а
відносне звуження навіть має тенденцію до збільшення (на 3 – 4%). Головну роль у підвищенні
міцності грає операція іонного бомбардування. Наступне нанесення покриття може збільшити
міцність не більше ніж на 4 – 5%.Встановлене явище пояснюється заліковуванням дефектів,
особливою поведінкою наноструктурних шарів при деформації, реалізацією механізму не-
дислокаційної пластичності.
Ключові слова: Гідроекструзія, іонно-плазмова обробка, сталь, наноструктурування поверхні,
ультрадрібне зерно, конструктивна та об’ємна міцність, нанотвердість, заліковування дефектів,
надпластичність.
This paper regards the possible methods of nanostructure obtaining in real articles, estimates their
manufacturability, complicity of realization, probability of the required properties attaining. Peculiar
emphases has been given to the nanostructure creation in the surface layers and to ascertain the re-
lations between their structure depending on the treatment method and the volume properties. It was
shown that the most effective method of nanostructure formation is the ion-plazma treatment (IPT)
which not only modifies the surface properties of the articles but it also substantially increases their
strength as a hole (“the volume strength”) without ductility decrease (ultimate strength σв rises by
24%, yield strength σ0.2 by 42%, percent elongation ґ is kept practically the same, reduction in aria
ψ even has a tendency to the elevation – by 3 – 4%). So such a treatment improves the structural
strength. It is shown that during IPT the ion bombardment operation (IB) plays a major role in struc-
tural strength improvement and ensures 80 – 88% of total strengthening. The following coating de-
position can raise the strength no more than by 4%. The found phenomenon is explained by the sur-
face defects healing during IB, the formation of the surface thin nanocrystalline layer and realization
of superplasticity mechanism during deformation.
Keywords: Hydrostatic extrusion, ion-plazma treatment, steel, nanostructure creation in the surface
layers, ultra-fine-grained, structural and bulk strength, nanohardness, surface defects healing, super-
plasticity deformation.
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4386
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что наиболее эффективным мето-
дом повышения конструктивной прочности
(КП) стальных изделий является создание в
металле ультрамелкого зерна с развитой яче-
истой субструктурой. В настоящее время вы-
сокодисперсное состояние в реальных изде-
лиях достигается применением наследствен-
но мелкозернистых сталей, в том числе, с кар-
бонитридным упрочнением, гидроэкструди-
рованного материала, ускорением нагрева под
закалку (проходящим током или индукцион-
ным способом), термомеханической обработ-
кой [1, 2].
В последнее время большое внимание уде-
ляется нанокристаллическим материалам.
Проблеме прочности и пластичности таких
материалов посвящены десятки исследова-
ний, монографий, серьезных критических об-
зоров, однако и на сегодня остается много не-
решенных вопросов, связанных с поведением
наноструктурного материала при деформа-
ции. Так, практически во всех работах отме-
чается существенное повышение прочности
(предела текучести, твердости) нанокристал-
лических материалов, хотя для очень мелких
зерен (< 10 нм) наблюдается так называемая
инверсионная зависимость Холла Петча (“ан-
ти ХП”), т.е. снижение предела текучести.
Что же касается пластичности этих материа-
лов, то здесь имеются существенные разли-
чия результатов. В одних роботах обнаружено
повышение пластичности или хотя бы ее со-
хранение на том же уровне, в других – очень
резкое ее снижение.
Фактором, определяющим свойства нано-
кристаллических материалов, может быть не
только размер зерна, но и другие структурные
характеристики, например размер ламелей
двойниковой структуры [3]. Следует также
отметить, что для сочетания высокой прочно-
сти и пластичности в некоторых работах ре-
комендуется создание бимодальных структур
(нанокристаллическая матрица с включения-
ми более крупных зерен размером 1 – 3 мкм).
Предполагается, что матрица обеспечивает
высокую прочность, а более крупные зерна –
пластичность [4].
На основании сказанного можно заклю-
чить, что вопрос о возможности повышения
КП изделий путем создания в их объеме нано-
кристаллической структуры до сих пор оста-
ется дискуссионным. В значительной степени
это связано с трудностью получения такой
структуры в реальном изделии с макроскопи-
ческими размерами.
Поверхностное наноструктурирование
можно осуществить гораздо проще. В настоя-
щее время это достигается высокими степе-
нями поверхностной пластической деформа-
ции в процессе трения либо ионно-плазмен-
ной обработкой [5]. Однако до сих пор нет
достаточного количества экспериментальных
данных о влиянии поверхностного нано-
структурного слоя на свойства материала в
объеме тела (объемную прочность).
В данной работе рассматривается новый
подход к проблеме повышения КП – не за
счет получения нанокристаллической струк-
туры во всем объеме изделия, а только в его
поверхностном слое. Для сопоставления
проведена оценка свойства изделий с ультра-
мелким зерном, созданным во всем объеме
испытуемого материала, и после поверхност-
ной обработки, что позволило более объек-
тивно оценить возможности того и другого
подхода к проблеме повышения конструктив-
ной прочности реальных изделий, поскольку
необходимым условием высокого значения
этого показателя является сохранение плас-
тичности.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
ЭКСПЕРИМЕНТА
Исследования выполнены на ряде конструк-
ционных сталей с различным содержанием
углерода и легирующих элементов (18ХГТ,
20Х, 40, 40Х, 40ХФА, 45ХН2МФА). Для соз-
дания объемного ультрадисперсного состоя-
ния образцы с различной исходной структу-
рой (с пластинчатыми и зернистыми карби-
дами) подвергали холодной пластической
деформации со степенью от 5 до 40% мето-
дами осадки и гидроэкструзии (ГЭ). Коли-
чественные данные о субструктурных харак-
теристиках деформированных сталей полу-
чали путем исследования тонких фольг на
просвет (не менее 200 полей зрения на каж-
дом образце) и рентгеноструктурного анализа
с последующей статистической обработкой
результатов.
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА ИХ ...
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4 387
Поверхностное наноструктурирование
осуществляли ионно-плазменной обработкой
(ИПО). Как известно, ИПО состоит из двух
операций – ионной бомбардировки (ИБ), на-
значением которой является очистка поверх-
ности от загрязнений и повышение адгезион-
ного взаимодействия покрытия с основным
металлом, и нанесения того или иного покры-
тия. В работе изучалось влияние на свойства
как самого процесса ИБ, так и ИБ с последую-
щим нанесением покрытия TiN.
Поскольку было необходимо получить
данные об объемных свойствах, эксперимен-
ты выполняли непосредственно на стандарт-
ных образцах для испытания на растяжение.
Заготовки сталей подвергали закалке в масле
от 880 °С с последующим низким (220 °С) и
высоким (500 °С) отпуском, после чего из них
были изготовлены разрывные образцы
(ГОСТ 1497 84) диаметром 5 и 10 мм. Разброс
значений показателей свойств определялся
среднеквадратическим отклонением S. Для
анализа роли шероховатости поверхности в
изменении свойств были изготовлены две пар-
тии образцов – шлифованные и полирован-
ные.
ИПО проводилась на установке “ННВ 66
И1”. Режим ИБ: ток дуги 105 А, напряжение
1000 В, атмосфера аргон, давление в камере
0,13 Па; режим нанесения покрытия: ток дуги
105 А, напряжение 170 В, атмосфера – азот,
давление в камере 0,2 Па. Поскольку энергия
ионов при ИБ значительно выше, чем при на-
несении покрытия, для предотвращения пе-
регрева образцов бомбардировку проводили
циклически, обеспечивая их охлаждение во
время пауз – 2 мин бомбардировка, 1 мин па-
уза, 2 мин бомбардировка. Для получения
однородных свойств на поверхности образцы
вращались относительно катода с помощью
планетарного механизма.
Шероховатость и профиль поверхности
определяли контактным методом с помощью
профилографа-профилометра ТR-200 (ра-
диус вершины алмазного щупа 5 мкм). Дан-
ные непосредственно передавались на ПК и
систематизировались. Ошибка в измерении
параметра Ra не превышала 10%, диапазон
измерений – 0,005 16 мкм.
Микротвердость измеряли с помощью
прибора ПМТ-3 при нагрузках 200 и 50 г, что
позволило оценить твердость на разном рас-
стоянии от поверхности: при нагрузке 200 г
глубина проникновения индентора равнялась
5 мкм, при нагрузке 50 г – 0,9 мкм.
Определение нанотвердости проводили на
приборе “Nano Indentor II” фирмы “MTC Sys-
tems” при нагрузке 5 г (~50 мН). В качестве
индентора использовали трехгранную алмаз-
ную пирамиду (индентор Берковича)*.
Рентгеноструктурные исследования вы-
полняли на дифрактометре ДРОН-3 в излуче-
нии К±– Cr. Для определения размеров облас-
тей когерентного рассеяния (ОКР) и напря-
жений второго рода ГII сопоставляли ширину
линий (110) и (211), аппроксимацию профиля
дифракционных линий осуществляли с ис-
пользованием функции Гаусса.
СВОЙСТВА ИЗДЕЛИЙ,
ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ СТАЛЕЙ С
УЛЬТРАМЕЛКИМ ЗЕРНОМ
На сегодняшний день известны такие спосо-
бы объемного наноструктурирования метал-
ла: изготовление изделий ГЭ или другими ме-
тодами объемного всестороннего деформиро-
вания (например, равноканального углового
прессования) [4], применение многократной
обработки с высокими степенями деформа-
ции и последующей реализацией начальных
стадий рекристаллизации [6], порошковая ме-
таллургия [7].
Перечисленные методы деформации дос-
таточно сложны в осуществлении, требуют
специального оборудования. При использо-
вании порошковой металлургии также возни-
кают большие, часто непреодолимые трудно-
сти. Во-первых, необходимо получить нано-
дисперсный порошок, а это само по себе яв-
ляется серьезной проблемой. Такой порошок,
в связи с сильно развитой поверхностью и
большой поверхностной энергией, является
высокоактивным, комкуется, интенсивно
окисляется, что требует применения защит-
ных атмосфер и существенно усложняет про-
*Нанотвердость определялась в институте сверхтвер-
дых материалов С.Н. Дубом.
Для измерения напряжений первого рода σI применяли
sin2ψ-метод.
С.С. ДЬЯЧЕНКО, И.В. ПОНОМАРЕНКО, В.А. ЗОЛОТЬКО
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4388
изводство. Кроме того, порошковые изделия,
даже при использовании специальных мето-
дов формовки (например, гидростатического
или горячего прессования), как правило, со-
держат остаточную пористость, что разупроч-
няет металл и снижает его пластичность.
Следует обратить внимание еще на одну
сложность обеспечения высокой КП в реаль-
ных изделиях с наноструктурой или ультра-
мелким зерном, полученных указанными ме-
тодами. Как правило, указанными методами
получают заготовки, которые затем подверга-
ются термической обработке, в большинстве
случаев, закалке с соответствующим отпус-
ком. При высоких температурах протекает ре-
кристаллизация, поэтому для сохранения раз-
меров зерен и их внутренней субструктуры
необходимо применять специальную стаби-
лизирующую термическую обработку [8] и
осуществлять процесс таким образом, чтобы
в наиболее полной степени реализовать яв-
ление структурной наследственности при
α→γ→α-превращения [9]. Естественно, это
сильно осложняет и удорожает получение из-
делий с требуемыми свойствами.
В данном разделе приведен анализ струк-
тур, формирующихся при осадке и ГЭ, и
свойства изделий, созданных этим методом.
На рис. 1 приведена схема формирования
дислокационной структуры с увеличением
степени деформации для осадки (а) и гидро-
экструзии (б), построенная на основании дан-
ных трансмиссионной электронной микро-
скопии и микроэлектронографии.
При малых степенях деформации осадкой
последовательно протекают процессы нако-
пления хаотически расположенных дислока-
ций, формирования простейших дислокаци-
онных ансамблей (ε = 5%) и их трансформа-
ции в ячеистую неразориентированную суб-
структуру (ε = 10%) с широкими дислокаци-
онными границами и довольно большим
(около 2 мкм) размером ячеек. С увеличением
степени деформации (ε = 20%) наблюдается
повышение плотности дислокаций в теле яче-
ек и формирование новых дислокационных
субграниц. Иными словами, происходит из-
мельчение ячеек с сохранением в них высо-
кой плотности единичных дислокаций. По
мере нарастания деформации процесс транс-
формирования субструктуры идет в направ-
лении дальнейшего измельчения ячеек, уве-
личения плотности дислокаций в стенках, на-
копления в них дислокаций одного знака и,
как следствие, появления дискретной разо-
риентировки между соседними ячейками. О
переходе от плавной к дискретной разориен-
тировке свидетельствует изменение вида реф-
лексов на электронограммах: при ε < 30%
рефлексы размыты в азимутальном направ-
лении, но не расщеплены на отдельные пятна.
В случае же деформаций со степенью > 30%
рефлексы разбиваются на отдельные отраже-
ния. Увеличение деформации до 40% сопро-
вождается дальнейшим измельчением ячеек
и сужением их дислокационных границ при
сохранении довольно высокой плотности ха-
отически расположенных дислокаций внутри
ячеек. Углы разориентировки между ячейками
не превосходят 4°.
Основные отличия субструктуры, получен-
ной в условиях деформации под высоким
(1300 – 1400 МПа) гидростатическим давле-
нием (рис. 1б), заключаются, прежде всего, в
более раннем формировании ячеистой суб-
Рис. 1. Эволюция дислокационной структуры при рос-
те деформации (схема); а) – осадка; б) – гидроэкст-
рузия.
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА ИХ ...
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4 389
структуры (уже при ε = 5%) и ее разориен-
тации на дискретные углы. Это явление из-
вестно как барофрагментация (барополиго-
низация) [10]. Отличительным признаком та-
кой структуры является дискретная средне-
угловая разориентировка ячеек (до 12°) и ма-
лая плотность дислокаций в теле ячеек.
Характер формирующейся субструктуры от-
ражается на виде деформационных кривых
(рис. 2а). Видно, что при осадке (кр. 1) увели-
чение степени деформации приводит к не-
прерывному росту напряжений с монотонным
уменьшением коэффициента упрочнения.
Первое обусловлено повышением плотности
дислокаций, второе – их постепенной пере-
стройкой в субграницы.
Гидроэкструзия принципиально меняет ход
кривой – при определенной степени деформа-
ции на ней появляется площадка, свидетельст-
вующая о протекании деформации без увели-
чения напряжения. Подчеркнем, что на рис. 2
приведены кривые для высокопрочной стали
45ХН2МФА, тогда как площадка текучести
характерна для малопрочных высокопластич-
ных материалов. На этом же рисунке (рис. 2б)
показано изменение размера ячеек (кр. 1) и угла
их разориентировки (кр. 2). Видно, что в
интервале деформаций 10 – 20% происходит
интенсивное дробление ячеек, затем их размер
не изменяется (ε = 20 – 30%), а при более высо-
кой деформации дробление продолжается. Что
же касается углов разориентации ячеек, то в об-
ласти деформаций до 20% он увеличивается,
но наблюдается большой разброс значений
(этот участок на рис. 2б заштрихован). При бо-
лее высокой деформации разброс уменьшается,
а разориентировка достигает 10 – 12°.
Если сопоставить ход кривой σ = f(ε) для
гидроэкструдированной стали с изменением
субструктуры (рис. 2б), то отчетливо видно, что
площадка соответствует участку с постоянным
размером ячеек и увеличивающимся углом раз-
ориентировки. Напряжение, отвечающее пло-
щадке, деформация, при которой она начи-
нается, ее протяженность зависят от хими-
ческого состава стали и исходной структуры.
Чем прочнее сталь, тем ниже степень дефор-
мации, при которой начинается площадка, тем
больше ее протяженность. Для структур с зер-
нистыми карбидами напряжение, соответст-
вующее площадке, и степень деформации ее
начала ниже, чем для структур с пластинчатыми
карбидами.
Из анализа рис. 2 можно сделать ряд важ-
ных заключений:
1. Применение ГЭ позволяет обеспечить за-
данную степень деформации при напряжени-
ях, гораздо меньших, по сравнению с осадкой.
2. Степени деформации при ГЭ, отвечающие
окончанию площадки, можно принять за опти-
мальные, поскольку, с одной стороны, требуют
сравнительно невысоких напряжений, с другой,
– обеспечивают существенное дробление ячеек,
их максимальное очищение от дислокаций и
достижение угла разворота между ними до 8
12°. Иными словами, при таких деформациях
Рис. 2. Кривые напряжение деформация (а) при осадке
(1) и ГЭ (2) и изменение тонкой структуры (б) в зависи-
мости от степени деформации при ГЭ (1 – размер ячеек,
2 – угол их разориенировки); сталь 45ХН2МФА; ис-
ходная обработка сфероидизирующий отжиг.
а)
б)
С.С. ДЬЯЧЕНКО, И.В. ПОНОМАРЕНКО, В.А. ЗОЛОТЬКО
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4390
формируется ультрамелкое зерно со средне-
угловой разориентацией, что, как известно, яв-
ляется основным условием получения в ме-
талле одновременно высоких значений проч-
ности, пластичности, вязкости, трещиностой-
кости (высокой конструкционной прочности
материала).
3. Такая субструктура деформированного
металла, как известно, обладает пониженной
энергией и является наиболее термически ста-
бильной, что увеличивает вероятность ее сох-
ранения при последующей термической обра-
ботке изделий, изготовленных гидроэкстру-
зией.
4. Указанные степени деформации не по-
зволяют получить в деформированном металле
наноразмерную структуру. Из рис. 2б видно,
что окончанию площадки соответствует зерно
~500 нм, Увеличение степени деформации до
40% уменьшает его до ~250 нм, что также не
отвечает определению наноструктур, однако
при этом существенно усложняется процесс де-
формирования, поскольку требуются дополни-
тельные затраты энергии и более мощное обо-
рудование.
Рассмотрим теперь на примере высоко-
прочной стали 45ХН2МФА, как изменяются
свойства реальных изделий, изготовленных из
гидроэкструдированного металла. Эта сталь
используется для тяжелонагруженных деталей,
в частности, торсионов, и подвергается стан-
дартной обработке, заключающейся в закал-
ке в масле от 870 °С с отпуском при 220 °С.
В табл. 1 приведены механические свойства
после стандартного (режим 1, обычный металл)
и двух экспериментальных режимов термичес-
кой обработки (2, 3, металл после гидроэкстру-
зии). Обработка 2 состояла в нагреве под за-
калку образцов непосредственно после ГЭ, при
обработке 3 после ГЭ производили стабилизи-
рующий отпуск (350 °С, 2 ч) для закрепления
субструктуры, созданной ГЭ. Для уменьшения
вероятности протекания рекристаллизации в
деформированном металле нагрев под закалку
осуществляли быстро – в расплавленных солях.
В табл. 1 в скобках также указано изменение
свойств (в % по сравнению с исходным сос-
тоянием 1).
Из табл. 1 видно, что оба режима улучша-
ют свойства, хотя, если говорить о прочнос-
ти, то это увеличение небольшое – 2% при
обработке по режиму 2,45% по режиму 3.
Сопоставляя режимы 2 и 3, можно заключить,
что стабилизирующий отпуск позволяет бо-
лее полно сохранить субструктуру, созданную
ГЭ, и обеспечить наследственность упрочне-
ния. Особенно важно повышение характерис-
тик пластичности и ударной вязкости.
Несмотря на небольшой эффект упрочне-
ния, служебные свойства изделий существен-
но улучшились: после обработки по режиму
3 релаксационная стойкость повысилась на
16 – 18%, вязкость разрушения при комнат-
ной температуре – на 9 – 11%, при 40° – на
25%, предел выносливости – на 6 – 8%, тем-
пература перехода в хрупкое состояние сни-
зилась на 20°. Таким образом, хотя при ГЭ
не была получена наноструктура, рост проч-
ности всего на 5 – 6% без снижения пластич-
ности обеспечил повышение конструктивной
прочности изделий.
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО
НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА
СВОЙСТВА ИЗДЕЛИЙ
Как уже отмечалось, одним из способов по-
лучения нанокристаллического поверхност-
ного слоя является ИПО, которая давно и ус-
пешно используется для повышения стойко-
сти инструмента, улучшения трибологичес-
ких характеристик контактирующих поверх-
ностей деталей машин, придания изделиям
коррозионной стойкости и др. Нашими экс-
периментами установлено, что этот вид об-
работки вызывает не только изменение по-
верхностных свойств, но и сильно упрочняет
все изделие, т.е. влияет на его “объемные”
ме-ханические характеристики [11].
На рис. 3 приведены кривые растяжения
для стали 18ХГТ после улучшения (З+ВО)
Таблица 1
Свойства стали 45ХН2МФА после разных
режимов обработки
Свойства
Режим σв,
МПа
σо,2,
МПа
δр, % δ, % ψ, % КСV,
Дж/см2
Стандартный 2050 1740 3,1 9,5 42 45
ГЭ, ε = 35%+
режим 1
2090
(+2%)
1780
(+2%)
3,9
(+26%)
11
(+10%)
44
(+5%)
53
(+18%)
ГЭ, ε = 35%+
о.,+ режим 1
2140
(+4%)
1830
(+5%)
3,3
(+6%)
10
(+5%)
45
(+7%)
57
(+27%)
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА ИХ ...
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4 391
для шлифованных и полированных образцов
и после ИПО.
Из рис. 3 видно, что переход от шлифо-
ванных образцов к полированным повышает
сопротивление пластическому деформиро-
ванию и разрушению (кр. 1 и 2). Еще большее
влияние оказывает ИБ (кр. 3) и последующее
нанесение покрытия (кр. 4). Однако при этом
во всех случаях материал ведет себя как плас-
тичный. Это дает основание считать, что из-
менение состояния поверхности указанными
методами должно повышать конструктивную
прочность изделий. Рассчитанные по этим
кривым значения механических характерис-
тик, изменение шероховатости и тонкая
структура приведены в табл. 2.
Как видно из таблицы, ИБ по-разному
влияет на шероховатость поверхности шли-
фованных и полированных образцов: для
шлифованных шероховатость уменьшается с
Ra = 0,49 мкм до Ra = 0,17 мкм, для полиро-
ванных она увеличивается с Ra = 0,12 мкм до
Ra = 0,16 мкм. Различия в Ra после ИБ для об-
разцов с разной предварительной обработкой
(0,17 та 0,16 мкм) лежат в пределах ошибки
эксперимента (10%), из чего можно заклю-
чить, что после ИБ, независимо от исходной
обработки, формируется практически одина-
ковая шероховатость Ra~ 0,16 – 0,18 мкм, ха-
рактерная для данного режима ИБ. После-
дующее нанесение покрытия TiN приводит
к увеличению шероховатости, что связано с
наличием микрокапель α-Ti, образующихся
при распылении титанового катода.
Данные таблицы также свидетельствуют
об изменении тонкой структуры поверхности
образцов, что сопровождается существенным
повышением их объемных свойств. В работе
сделана попытка оценить вклад каждого из
проанализированных факторов в общее уп-
рочнение.
Из анализа приведенных результатов мож-
но сделать следующие заключения.
1. Сравнение механических свойств шли-
фованных и полированных образцов свидете-
льствует, что полирование повышает времен-
ное сопротивление σв на ~9%, а предел теку-
чести σ0,2 на ~22% без снижения пластич-
ности. Таким образом, шероховатость по-
верхности сама по себе является значимым
фактором, за счет которого можно повысить
конструктивную прочность изделия.
2. После ИБ σв увеличивается на 17%, σ0,2
– на 34% по сравнению со шлифованными
образцами и на 7 и 10% соответственно по
сравнению с полированными. При этом очень
заметно уменьшается разброс значений
свойств, особенно для предела текучести
(более чем в 2 раза). Последующее нанесе-
ние покрытия незначительно повышает проч-
ность – всего на 4 – 5%, но при этом разброс
Рис. 3. Кривые растяжения стали 18ХГТ после разной
обработки: 1 – З + ВО, шлифованный образец;
2 – З + ВО, полированный образец; 3 – З + ВО + ИБ;
4 – З + ВО + ИБ + TiN.
Таблица 2
Механические свойства, шероховатость поверхности и тонкая структура
образцов стали 18ХГТ после разной обработки
Обработка σв,
МПа
σ0,2,
МПа δ5, % ψ, % Ra,
мкм
Н200,
ГПа
Н50,
ГПа
L, нм ε⋅103 ρ, см –2 σІІ,
МПа
σ1,
МПа
1. З+ВО (шлиф.) 854 717 18,2 64,0 0,49 – – 380 0,40 4,8⋅108 80 –20
2. З+ВО (полир.) 934 875 15,8 64,2 0,12 2,75 2,73 88 1,23 5,8⋅109 250 –330
3. З+ВО+ИБ 1003 962 15,1 67,0 0,17 – 3,16 103 1,67 4,2⋅109 340 –150
4. З+ВО+ИБ+TiN 1056 1007 15,6 67,1 0,45 – 3,85 103 1,04 – 210 –195
С.С. ДЬЯЧЕНКО, И.В. ПОНОМАРЕНКО, В.А. ЗОЛОТЬКО
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4392
показателей механических характеристик
растет. Таким образом, 74% прироста σв и
84,5% повышения σ0,2 достигаются во вре-
мя ИБ (без нанесения покрытия). Особенно
важно подчеркнуть, что при таком значите-
льном упрочнении (до 40%) показатели плас-
тичности практически не изменяются, а отно-
сительное сужение И даже имеет тенденцию
к повышению. Это позволяет предлагать ИБ
как эффективный метод повышения конст-
руктивной прочности изделий.
3. Известно, что с увеличением прочности
растет и твердость. В наших экспериментах
твердость внутри образца, естественно, оста-
лась неизменной. Поверхностная же твер-
дость сильнее всего повысилась после нане-
сения покрытия, тогда как прочностные ха-
рактеристики после ИБ. В связи с этим уве-
личение микротвердости на поверхности так-
же нельзя считать основной причиной повы-
шения прочностных характеристик всего об-
разца.
4. Как видно из табл. 2, после полирова-
ния регистрируются наибольшие изменения
практически всех (за исключением микро-
напряжений) показателей тонкой структуры.
После такой обработки поверхностные слои
характеризуются наименьшим размером
ОКР, наибольшей плотностью дислокаций,
самыми высокими напряжениями сжатия.
Однако свойства выше после ИБ, несмотря
на увеличение шероховатости поверхности,
снижение макронапряжений, уменьшение
плотности дислокаций и размеров ОКР. Это
позволяет считать, что ни шероховатость по-
верхности, ни изменения ее тонкой струк-
туры не являются факторами, определяю-
щими столь значительное увеличение показа-
телей прочности, которое не достигается в
гидроэкструдированном металле при фор-
мировании по всему объему зерен, прибли-
жающихся к наноразмерным (~ 200 нм).
Таким образом, можно сделать вывод, что
влияние ИБ на объемные свойства материала
нельзя объяснить только проанализирован-
ными факторами.
МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ИБ НА
ОБЪЕМНУЮ ПРОЧНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ
По нашему мнению, полученные результаты
можно объяснить, с одной стороны, залечи-
ванием при ИБ поверхностных дефектов,
аналогично эффекту А.Ф. Иоффе для камен-
ной соли [12], с другой, особыми свойствами
и поведением при деформации слоя, форми-
рующегося на поверхности.
А.Ф. Иоффе испытывал на растяжение об-
разцы каменной соли диаметром 6 мм на воз-
духе и в воде. При растяжении на воздухе образ-
цы разрушались хрупко, а предел прочности
равнялся 5 МПа. Если же растяжение осу-
ществлялось в воде, каменная соль станови-
лась пластичной, диаметр в шейке уменьшал-
ся до 0,2 мм, т.е. относительное сужение ψ
достигало ~99% (!), а предел прочности уве-
личивался до 1600 МПа, что близко к теоре-
тической прочности (по расчетам для соли
она ~2000 МПа). Причиной такого изменения
свойств, по мнению акад. Иоффе, является
залечивание мелких поверхностных дефек-
тов образца за счет растворения соли в воде.
Подтверждением правильности этого пред-
положения являются опыты по растягиванию
образцов в насыщенном водном растворе ка-
менной соли, когда растворение исключа-
лось. В таких условиях рост прочности не
происходил. Таким образом, несмотря на то,
что поверхностный слой, растворявшийся в
процессе испытаний, был очень тонким,
прочность всего образца (по терминологии
А.Ф. Иоффе “внутренняя прочность”) при-
близилась к теоретической при одновремен-
ном росте пластичности практически до
100%.
Позже аналогичный эффект был получен
Ю.В. Барановым при растяжении металли-
ческих образцов в электролите – ему удалось
деформировать вольфрам на 80 – 90% в ще-
лочной среде. При этом прочность повыси-
лась на 30%. Автор назвал это эффектом Иоф-
фе для металлов [13].
В обоих описанных случаях процесс рас-
тягивания образцов осуществлялся непо-
средственно в среде, удаляющей не только де-
фекты, существовавшие на поверхности об-
разца до начала испытаний, но и новые, об-
разующиеся непосредственно в процессе рас-
тягивания – так называемый дебри-слой (ско-
пление дислокаций у границ зерен, субзерен,
поверхностей раздела фаз, неметаллических
включений и т.д.).
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА ИХ ...
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4 393
В наших экспериментах испытания осу-
ществлялись на воздухе, т.е. при отсутствии
среды, которая могла бы удалять повреждае-
мый при деформации поверхностный слой.
Тем не менее, образец, несмотря на очень
большое упрочнение, остается пластичным.
По нашему мнению, это можно объяснить
особым поведением поверхностного слоя,
который после ИБ имеет нанокристалличес-
кое строение.
Для изучения особенностей строения и
свойств поверхностных слоев, формирую-
щихся при ИБ, было применено наноинден-
тирование, позволяющее оценить значения
твердости на очень малых глубинах (нано-
твердость) [14].
На рис. 4 приведена диаграмма нагруже-
ния стали 18ХГТ в исходном состоянии (2) и
после обработки по режимам 3, 4 (табл. 2).
Из рис. 4 видно, что ход кривой 3 (для об-
разца с покрытием) отличается от других –
она повышается круче. Это характеризует
значительно большее сопротивление про-
никновению индентора в связи с покрытием
TiN, обладающим высокой твердостью.
После обработки приведенных диаграмм
по методике Оливера и Фара [15] были полу-
чены такие значения нанотвердости: исходное
состояние – 4,74 ГПа, после ИБ – 5,43 ГПа,
после нанесения покрытия – 5,92 ГПа. Как и
следовало ожидать, эти значения существенно
выше, чем микротвердость, во-первых, из-за
меньшей глубины проникновения индентора,
во-вторых, потому что микротвердость опре-
деляется делением нагрузки на площадь по-
верхности отпечатка, а нанотвердость – на го-
ризонтальную проекцию площади отпечатка.
Приведенные выше значения нанотвердо-
сти соответствуют максимальной нагрузке
50 мН. Авторы работы [16] предложили мето-
дику для расчета среднего контактного дав-
ления (СКД) для каждой точки диаграммы
нагружения. По физической сути это и есть
нанотвердость (отношение нагрузки к пло-
щади горизонтальной проекции отпечатка).
Это позволяет построить зависимость нано-
твердости от нагрузки, т.е. определить рас-
пределение нанотвердости по глубине. На
рис. 5 такая зависимость приведена для стали
18ХГТ после улучшения (кр. 1).
Из рис. 5 видно, что кривая 1 в области
малых нагружений резко повышается. Авто-
ры роботы [16] связывают это, в первую оче-
редь, со сферическим затуплением вершины
индентора. Сопоставляя расчетную площадь
отпечатка (для идеально острого индентора)
с реальной, определенной с помощью атом-
но-силового микроскопа, авторы предложи-
лии эмпирическую формулу, учитывающую
затупление. С ее помощью была построена
кр. 2, показывающая значительно более низ-
кую (почти в 4 раза) твердость поверхности.
Подчеркнем, что речь идет о стали в одном и
том же состоянии – после улучшения. Поэто-
Рис. 4. Диаграммы нагружения стали 18ХГТ: 1 – З+ВО
(полирование); 2 – З+ВО+ІБ; 3 – З+ВО+ИБ+TiN.
Рис. 5. Зависимость СКД (нанотвердости) от нагрузки
(перемещения индентора) для стали 18ХГТ (улуч-
шение) без учета (кр. 1) и с учетом (кр. 2) неточности
формы индентора.
С.С. ДЬЯЧЕНКО, И.В. ПОНОМАРЕНКО, В.А. ЗОЛОТЬКО
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4394
му значительное увеличение твердости в
области малых нагружений – это инструмен-
тальный эффект, связанный с затуплением
индентора.
Игнорирование этой погрешности может
существенно исказить результаты и привести
к ошибочным выводам.
На рис. 6 показано распределение нано-
твердости по глубине образца для стали
18ХГТ после разной обработки с учетом ин-
струментального эффекта.
Из анализа кривых можна сделать следую-
щие выводы:
1. Повышение поверхностной твердости
в исходном состоянии (кр. 1) обусловлено на-
клепом при полировании образца.
2. Ионная бомбардировка (кр. 2) вызывает
дополнительное увеличение твердости на глу-
бине не более 20 нм.
3. После нанесения покрытия (кр. 3) твер-
дость, в сравнении с ИБ, резко растет, а глуби-
на, на которой регистрируется влияние по-
крытия, больше 700 нм (на этой глубине
еще не достигается исходная твердость).
Таким образом, на основании экспери-
ментов по наноиндентированию можно ут-
верждать, что при ИБ на поверхности изделия
формируется слой нанотолщины (~20 нм) с
несколько повышенной, по сравнению с серд-
цевиной, твердостью. Однако не повышение
его твердости определяет объемное упрочне-
ние стали, поскольку после нанесения покры-
тия и сама твердость, и глубина ее влияния
гораздо выше, чем после ИБ, а объемные
свойства после такой обработки увеличива-
ются всего на 4%. На наш взгляд, эти резуль-
таты однозначно свидетельствуют о том, что
причиной столь значительного повышения
прочности изделий является именно фор-
мирование этого нанокристаллического слоя
в процессе ИБ. Его роль чисто функциональ-
ная, и изменение механических характерис-
тик связано с особым поведением этого слоя
при деформации, а не с его небольшим упроч-
нением. Аналогичное явление наблюдалось
при обработке стали Ст. 3 ультразвуковой удар-
ной поверхностной обработкой [5].
Особенности структуры нанокристалли-
ческих материалов (большой объем поверх-
ности границ по отношению к объему самого
нанокристаллического элемента, сосредото-
чение дислокаций по границам при их прак-
тическом отсутствии в объеме наноэлемен-
тов, высокая концентрация вакансий на гра-
ницах) способствуют при растяжении образ-
ца зернограничному проскальзыванию, как
это происходит при ползучести или сверх-
пластичности, что и облегчает залечивание
повреждений всякого рода, уменьшает веро-
ятность образования концентраторов напря-
жений и увеличивает степень деформации до
начала образования шейки. Таким образом,
в наноструктурных материалах меняется ме-
ханизм пластической деформации, в котором
значительную роль играет недислокационная
пластичность, что отмечается во многих ра-
ботах [4, 5, 16]. Изложенное теоретическое
обоснование позволяет предложить примене-
ние ИБ для повышения конструктивной про-
чности изделий. Преимуществами этого спо-
соба являются:
1. Очень высокая степень упрочнения (по
σ0,2 до 37%) без снижения пластичности, что
до сих пор не было достигнуто ни одним из
известных способов повышения конструк-
тивной прочности.
2. Упрочнению подвергаются не заготовки,
а готовые изделия, не требующие дополни-
тельной термической обработки, что исклю-
чает возможность их разупрочнения, необхо-
димость применять стабилизирующий от-
пуск и упрощает технологический процесс.
Рис. 6. Распределение нанотвердости по глубине для
стали 18ХГТ с учетом неточности формы индентора:
1 – З+ВО; 2 – З+ВО+ИБ; 3 – З+ВО+ ИБ+TiN.
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА ИХ ...
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4 395
3. Предлагаемая обработка за счет залечи-
вания случайных поверхностных дефектов
уменьшает разброс механических характе-
ристик, делает их более стабильными, что
представляет большой практический инте-
рес, поскольку это повышает надежность из-
делий.
4. В связи с тем, что основное упрочнение
достигается при ИБ, последующее нанесение
покрытия становится неактуальным, что так-
же упрощает, ускоряет и удешевляет процесс.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Получение нанокристаллической структуры
во всем объеме изделия затруднено даже при
использовании такого метода деформации
как гидроэкструзия. После ГЭ прочность по-
вышается всего на 4 – 5% без снижения плас-
тичности, однако это заметно улучшает слу-
жебные свойства.
Значительно легче осуществить поверх-
ностное наноструктурирование, используя
ИБ. При такой обработке происходит зале-
чивание дефектов, на поверхности изделий
формируется нанокристаллический слой тол-
щиной около 20 нм, который при нагружении
ведет себя как сверхпластичный. В результате
предел текучести увеличивается на 37% без
снижения пластичности, что позволяет ис-
пользовать ИБ для повышения конструктив-
ной прочности изделий.
Преимуществами ИБ являются очень вы-
сокое упрочнение без снижения пластичнос-
ти, которое не обеспечивает ни один из из-
вестных способов, обработка готового из-
делия, что исключает трудности, связанные
с необходимостью проводить термическую
обработку с учетом реализации явления
структурной наследственности, улучшение
стабильности свойств, что повышает надеж-
ность конструкций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капут-
кина Л.М. Термомеханическая обработка
стали. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.
2. Гриднев В.Н., Мешков Ю.Я., Ошкадеров С.П.
Трефилов В.И. Физические основы электро-
термического упрочнения стали. – К.: Нау-
кова думка, 1973. – 336 с.
3. Shen Y. F. et al.Tensile properties of coppe3r with
naqno-scale tweens//Scr. Mater.– 2005.– Vol. 52.
– P. 989.
4. Андриевский Р.А., Глезер А.М. Прочность
наноструктур//Успехи физических наук. –
2009. – Т. 179, № 4. – С. 337-358.
5. Панин В.Е., Сергеев В.П., Панин А.В., Почи-
валов Ю.И. Наноструктурирование поверх-
ностных слоев и нанесение наноструктурных
покрытий – эффективный способ упрочнения
современных конструкционных и инструмен-
тальных материалов//ФММ. – 2007. – Т. 104,
№ 6. – С. 650-660.
6. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные
наноструктурные металлические материалы:
получение структура и свойства. – М.: Ака-
демкнига, 2007.
7. Gleiter H. Materials with ultrafine microstruc-
tures//Retrospectives and Perspectives Nano-
stuctured Materials. – 1992. – Vol. 1. – P. 1-19.
8. Дьяченко С.С., Александров Н.Г., Милослав-
ская Е.Л., Золотько В.К. Гидропрессование
как малоотходный способ изготовления из-
делий с улучшенными свойствами. – Харьков:
Изд-во “Основа” ХГУ, 1991. – 105 с.
9. Дьяченко С.С. Образование аустенита в же-
лезоуглеродистых сплавах. – М.: Металлур-
гия, 1982. – 128 с.
10. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Фирстов С.А.
Физические основы прочности тугоплавких
металлов. – К.: Наукова думка, 1975. – 316 с.
11. Дьяченко С.С., Пономаренко И.В., Дощечки-
на И.В. Влияние нанокристаллических по-
крытий на свойства изделий из конструкцион-
ных сталей//Современное материаловеде-
ние: достижения и проблемы. MMS. Киев. –
2005. – С. 665-666.
12. Иоффе А.Ф. Механические свойства кристал-
лов//Успехи физических наук. Ленинград. –
1928. – Т. VIII, Вып. 4. – С. 441-482.
13. Баранов Ю.В. Эффект А.Ф. Иоффе на ме-
таллах. – Из-во: МГИУ, 2005. – 140 с.
14. Головин Ю.И., Дуб С.Н., Иволгин В.И., Ко-
ренков В.В., Тюрин А.И. Кинетические осо-
бенности деформации твердых тел в нано-
микрообъемах//Физика твердого тела. – 2005.
– Т. 47, Вып. 6. – С. 961-973.
15. Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique
for determining hardness and elastic modulus
using load and displacement sensing indentation
experiments//J. Mater. Res. – 1992. – Vol. 7, No
6. – P. 1564-1583.
С.С. ДЬЯЧЕНКО, И.В. ПОНОМАРЕНКО, В.А. ЗОЛОТЬКО
ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 4, vol. 7, No. 4396
16. Дуб С.Н., Новиков Н.В. Испытания твердых
тел на нанотвердость//Сверхтвердые материа-
лы. – 2004. – № 6. – С. 16-33.
С.С. Дьяченко, И.В. Пономаренко, В.А. Золотько, 2009
17. Носкова Н.И., Милюков Р.Р. Субмикрокрис-
таллические и нанокристаллические металлы
и сплавы. – Екатеринбург: УрОРАН, 2003. –
279 с.
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ В МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЯХ И ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ НА ИХ ...
|