Microstructure Evolution of the Carbon Steels During Surface Severe Plastic Deformation

Abstract

The review is devoted to the state-of-the-art views on the microstructure evolution in structural and tool carbon steels during the surface severe plastic deformation (SPD). The main focus is on the effects of the nanocrystallization in the near-surface area of the low-carbon steel (C 0.05–0.2%), medium-carbon steel (C 0.35–0.65%), and high-carbon steel (C 1.0–1.5%). It is reviewed the following advanced surface SPD methods for the metal surfaces in recent years: an ultrasonic impact peening (UIP), high-frequency impact peening (HFIP), air blast shot peening (ABSP), surface mechanical attrition treatment (SMAT), and laser shock peening (LSP). Microstructure evolution before and after SPD is studied by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The effects of the SPD parameters on the nanocrystalline modification of such main phase components of the carbon steels as ferrite, pearlite, and cementite are analysed. The atomic mechanism of the nanocrystallization is presented. The strain-hardening effect induced by SPD is demonstrated by the data of the near-surface microhardness profiles.

Ультразвукові Методи Модифікування Поверхні Та Діагностики Новітніх Металевих Матеріалів

“…Слід зазначити, що метод УЗУО (ВМП) є найбільш контрольованим та ефективним для досягнення зумовленого деформацією по-дрібнення зеренної структури до наномасштабного рівня, деформаційного зміцнення та підвищення функціональних характеристик матеріалів, серед яких основними є опір втомі [24][25][26][27][28][29][30], опір корозії [30][31][32][33][34][35] та опір зношуванню [36][37][38][39][40][41].…”

Surface Modification of Stainless Steel 40Х13 by Ultrasonic Impact Treatment in Various Atmospheres

“…Одержані на сьогодні результати переконливо доводять доцільність застосування УЗУО для модифікації поверхні конструкційних та інструментальних вуглецевих криць [1].…”