Создание поперечно-винтовой прокаткой многоуровневой иерархической мезосубструктуры и ее влияние на механическое поведение аустенитной стали
Экспериментально показано создание многоуровневой иерархической мезосубструктуры в метастабильной аустенитной стали, подвергнутой многопроходной поперечно-винтовой прокатке в интервале температур 950-750 °С. Между макро- и микромасштабными уровнями возникает многослойная мезоскопическая субструктура с сильным измельчением зерен, изменением их геометрии и микротвердости. Наружный слой имеет мелкодисперсную структуру и самую высокую микротвердость Hμ = 3400 МПа. Два нижележащих слоя имеют глобулярную форму зерен диаметром 0.9 мкм и близкую микротвердость 3100 и 3000 МПа. Приосевой слой имеет вытянутые зерна полосчато-волокнистой структуры наноразмерной ширины. Между микро- и наномасштабными уровнями формируется наностуктурная иерархическая мезосубструктура во всех полосовых структурах с выделением на малоугловых границах мезосубструктуры наноразмерных карбидов и кардонитридов. Подобная многоуровневая мезоскопическая субструктура при некотором снижении пластичности стали в условиях одноосного растяжения обусловливает многократное возрастание ее усталостной долговечности. Образование иерархических мезосубструктур связывается с механизмом пластической дисторсии в условиях кривизны кристаллической решетки, в междоузлиях которой возникают бифуркационные структурные состояния. Многоуровневые иерархические мезосубструктуры оказывают сильное позитивное влияние на механическое поведение твердых тел, повышая их прочность, износостойкость и усталостную долговечность.