ВЛИЯНИЕ ФРИКЦИОННОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ, МИКРОТВЕРДОСТЬ и ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ АУСТЕНИТНОЙ ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ СТАЛИ, ПОДВЕРГНУТОЙ ПОСЛЕДУЮЩЕМУ ОКСИДИРОВАНИЮ

摘要

Исследовано влияние пластической деформации в зоне скользящего фрикционного контакта на структурные превращения и сопротивление изнашиванию аустенитной стали 12Х18Н9Т, подвергнутой далее оксидированию в воздушной среде при температурах 300-800°С (выдержка 1 ч). Показано, что сильная деформация, происходящая в условиях сухого трения скольжения, создает в поверхностном слое толщиной -10 мкм нанокристаллическую двухфазную γ + α-структуру, имеющую микротвердость 5.2 ГПа. Последующее оксидирование при 300-500°С вызывает дополнительный рост микротвердости деформированного поверхностного слоя стали до уровня 7.0 ГПа. Это обусловлено активным насыщением аустенита и мартенсита деформации (α') атомами кислорода, ускоренно диффундирующими вглубь металла по границам у и а'-нанокристаллов. Концентрация кислорода в поверхностном слое и продуктах изнашивания стали достигает 8 мас. %. Атомы растворенного кислорода, эффективно закрепляют дислокации в у и а'-фазах, увеличивая прочность и износостойкость поверхности стали 12Х18Н9Т. Оксидирование при 550-800°С приводит к формированию в стали значительного количества наночастиц оксида Fе_3O_4 (магнетита), повышающих сопротивление термическому разупрочнению и износостойкость исследуемой стали (при сухом трении скольжения в паре со сталью 40X13 в условиях действия относительно небольшой нормальной нагрузки (98 Н)). При испытании с большей нормальной нагрузкой 196 Н присутствие в стали 12X18Н9Т хрупкой оксидной фазы снижает вязкость и, вследствие этого, износостойкость поверхностного слоя стали.