РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРНОГО И ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Получена преимущественно двойникованная УМЗ структура в аустенитной коррозионно-стойкой стали 08Х18Н10Т при нагреве после РКУП за счет формирования низкотемпературных двойников отжига. Выявлено повышение прочности и уменьшение пластичности деформированных образцов при нагреве на температуры ниже 600ºС за счет выпадения специальных карбидов TiC. Отмечено смещение температурного интервала выпадения TiC в сторону более низких температур. Даны количественные характеристики структуры. По результатам исследования выбран режим деформационно-термической обработки стали 08Х18Н10Т для исследования влияния структуры с двойниками отжига в аустените на эксплуатационные свойства. После РКУП и ротационной ковки, а также при комбинировании этих обработок получена двойникованная структура за счет формирования двойников деформации. Выявлено повышение прочностных характеристик стали 08Х18Н10Т после РКУП и комбинировании РКУП и ротационной ковки: предел прочности σв повышается в 1,6 и 1,7 раза, условный предел текучести σ0,2 - в 2,8 и 3 раза соответственно при наилучшей пластичности после РКУП. Предложенные обработки демонстрируют более стабильную УМЗ структуру стали 08Х18Н10Т с большой долей высокоугловых границ и показателем работоспособности σR/σв выше, чем у материала в исходном состоянии. Показано, что ротационная ковка образцов стали 08Х18Н10Т повышает предел прочности σв более чем в 2 раза, а условный предел текучести σ0,2 в 4 раза с повышением суммарной вытяжки μ до 10. При комплексном исследовании образцов стали 08Х18Н10Т с применением методов рентгеноструктурного анализа, электронной просвечивающей и сканирующей микроскопии, а также метода обратно отраженных электронов после испытаний на многоцикловую усталость установлено, что усталостная прочность повышается за счет измельчения структуры и двойникования в аустените в ходе РКУП, а также за счет интенсивного динамического двойникования, частичного мартенситного превращения и увеличения доли высокоугловых границ в ходе циклической деформации. Основным фактором повышения предела усталости стали после РКУП в полностью аустенитном состоянии по сравнению с двухфазным аустенитно-мартенситным состоянием после РКУП явились измельчение зеренной структуры, повышение доли высокоугловых границ и протекание частичного мартенситного превращения в преимущественно аустенитной УМЗ матрице в ходе циклических испытаний. Выведенные закономерности структурообразования в ходе циклической деформации использованы для объяснения результатов усталостных испытаний в дальнейшем. Испытания на многоцикловую усталость образцов полученных РКУП и при комбинировании РКУП и ротационной ковки выявили значительное повышение предела усталости стали в 1,6 - 2 раза. Отмечено значительное более чем в 2 раза повышение усталостной прочности сталей ASTM F138 и 08Х18Н10Т после КВД. Показано повышение коэффициента трения и износа стали 08Х18Н10Т в 1,25 раза после РКУП независимо от фазового состава образцов после деформации. Установлено повышение вязкости разрушения УМЗ стали 08Х18Н10Т после РКУП, по сравнению с исходным состоянием.