Технологические примеры объемного наноструктурирования на этапах эксплуатации и изготовления изделий

1. Технологическая схема объемного наноструктурирования конструкционной стали на этапе эксплуатации.

- Пересыщенный твердый раствор ® образования сегрегаций на дислокациях и упорядоченных зон нановыделений (1-е КС) ® растворение нестабильных (< 10нм) нановыделений в матрице и формирование комплексных вторичных фаз из выделений на дислокационных стенках сетчатой субструктуры (2-е КС) ® потеря когерентности и коалесценция карбидов на фоне распада сетчатой и формирования ячеистой субструктуры, накопление микроповрежденности (3-е КС).

- На начальном этапе 2-го КС существует некая критическая величина и время приложения нагрузки, когда стабилизирующая термообработка (СТО) в режиме «возврата» на 200-500% увеличивает ресурс серийных марок стали. Повышение долговечности с использованием СТО связано с образованием многослойных устойчивых дислокационных стенок, представляющих собой границы 30-50нм "сеток", закрепленных предвыделениями e-фаз типа Fe_2,4C и комплексными К-фазами (> 10нм) переменного состава и тонкой морфологии для стали и h-фазами (например, W₃Co₃C) для твердого сплава ВК. При этом отмечено повышение упругого модуля до 5-10%.

2. Углеродистый и нержавеющий дамаск нанокристаллической структуры.

С использованием нового способа кузнечной сварки с ТЦСУ многослойной композиции на основе углеродистой стали У 12 – ст. 3 древнему дамаску приданы качественно новые свойства, не уступающие лигированным сталям: - твердость 60-61 HRC, - ударная вязкость 0,3 Мдж/м², - плотность 7700-7800 кг/м³.

Разработана технология кузнечного наноструктурирования нержавеющей стали в условиях эпитаксии упрочняющих К-фаз нанометрового масштаба. По этой технологии изготовлены и апробированы промышленные партии кутерных и дисковых ножей, ручных мясо-, рыбо-, и птицеразделочных ножей из стали 40Х13 с твердостью 59-61 HRC (сертификат соответствия ГОСТ Р ИСО 9002-96, гигиенический сертификат на кузнечные и термические операции) для пищевой и перерабатывающей промышленности.