НАНОСТРУКТУРИРУЮЩИЕ КОМБИНИРОВАННЫЕ ФРИКЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКИЕ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 12Х18Н10Т

Коррозионностойкие аустенитные хромоникелевые стали обладают низкими прочностными свойствами, которые не могут быть улучшены термической обработкой. Использование фрикционной обработки в качестве финишной операции позволяет обеспечить повышенную износостойкость, эффективное деформационное упрочнение и высокое качество обрабатываемой поверхности стали 12Х18Н10Т. При эксплуатации и на стадии технологических операций изделия из аустенитной стали могут быть подвержены термическому воздействию. В настоящей работе с использованием методов просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и измерения микротвердости изучено влияние нагрева в диапазоне температур 100–750 °С на структурно-фазовое состояние и микротвердость стали 12Х18Н10Т, подвергнутой фрикционной обработке, а также рассмотрены возможности упрочнения метастабильной аустенитной стали комбинированными фрикционно-термическими обработками. Установлено, что при фрикционной обработке в поверхностном слое стали возникает 65 об. % α'-мартенсита деформации, а микротвердость возрастает до HV 0,025=690. Двухчасовой отжиг при 450 °С обеспечивает сохранение в структуре 60 об. % α'-фазы и дополнительное повышение твердости поверхности до HV 0,025=900 за счет выделения из мартенсита деформации наноразмерных карбидов Cr₂₃C₆ и упрочнения ими нано- и субмикрокристаллических мартенситно-аустенитных структур, сформированных в поверхностном слое стали фрикционной обработкой. В результате нагрева до 650 °С на поверхности стали образуется аустенитная субмикро- и нанокристаллическая структура с твердостью HV 0,025=630, превышающей исходную твердость аустенитной стали в закаленном состоянии почти в 3 раза. На основании полученных результатов предложены два режима наноструктурирующих комбинированных деформационно-термических обработок, которые включают фрикционную обработку и последующие отжиги при температурах 450 и 650 °С.