Экспериментальное исследование фазовых превращений и динамики структуры сплавов системы Fe-Mn-Ni-Al-C-N при кристаллизации и термодеформационной обработке. Обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований, определение перспективных составов и структур, рекомендации по условиям их технической реализации

Для прямого сравнения теоретических (расчетных) и экспериментальных данных о фазовых превращениях, процессах структурообразования и получаемых свойствах сплавов исследуемой системы легирования по специальной технологии были выплавлены сплавы трех составов с одинаковым базовым составом Fe-25Mn-5Ni и разным содержанием алюминия (5 - 15%) и углерода. На этих сплавах, а также на ранее изученных безникелевых сплавах и никельсодержащих аналогах, отличающихся режимами выплавки и разливки (скоростями кристаллизации и охлаждения), были проведены исследования процессов в диапазоне температур горячей, теплой и холодной деформации. Экспериментально показано, что диаграммы фазовых равновесий сплавов системы Fe-Mn-Al-C могут быть использованы для прогнозирования структуры этих сплавов после различных обработок. Они дают близкое к действительному представление о структуре сплавов в области температур горячей деформации и высокотемпературной термообработки. Для прогнозирования структуры при 500 - 550°С необходимо также учитывать свойства избыточных фаз, их склонность к выделению. Легирование никелем при прочих равных условиях ускоряет процессы разупрочнения, что приводит к небольшому снижению σmax. Повышение содержания углерода практически не привело к изменению сопротивления горячей деформации σmax. Алюминий и совместно алюминий и азот заметно повышают сопротивление деформации. При этом растут значения σ1 и σmax, т.е. растёт деформационное упрочнение и тормозятся процессы разупрочнения. Легирование азотом проявляется в основном за счет измельчения структуры в результате выделения нитридов (AlN), растворимость азота в таких сплавах <10⁻⁴%, поэтому введение азота в сплав должно быть ограничено. При содержании алюминия больше 8 - 10% необходима дополнительная коррекция состава и технологических режимов обработки. Управляемое воздействие на свойства данных сплавов через нитридную фазу возможно путем микролегирования этих сплавов, причем оптимальным вариантом будет ситуация, если получаемое при температуре выплавки содержание азота в металле не превышает его равновесного содержания с AlN.