Механизмы структурных изменений и упрочнения высокомарганцевых сталей в процессе деформационно-термической обработки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Торганчук Владимир Игоревич

• Торганчук Владимир Игоревич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Торганчук Владимир Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Высокомарганцевые аустенитные стали для автомобильной промышленности

1.2 Химический состав TWIP сталей

1.3 Энергия дефекта упаковки в TWIP сталях

1.4 Обоснование выбора материалов для исследования

1.5 Механизмы деформационного упрочнения сталей с TWIP-эффектом

1.6 Динамическая рекристаллизация аустенитных сталей

1.7 Микроструктура деформации марганцевых сталей

1.8 Методы соединения высокопрочных марганцевых сталей

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материал исследования

2.2 Деформационная обработка

2.3 Методика испытаний механических свойств

2.4 Методы микроструктурных исследований

ГЛАВА 3 ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ДИНАМИЧЕСКАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

3.1 Энергия активации деформации

3.2 Влияние температурно-скоростных условий деформации на микроструктуру высокомарганцевых сталей

3.3 Влияние содержания углерода на энергию активации подвижности

границ зерен

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4 Механические свойства

4.1 Влияние температуры продольной прокатки на микроструктуру и механические свойства высокомарганцевых сталей

4.2 Влияние температуры последеформационной термической обработки на микроструктуру и механические свойства высокомарганцевых сталей

4.3 Микроструктура и механические свойства в стали с пониженным содержанием марганца

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5 Сварка трением с перемешиванием

5.1 Механические свойства сварного соединения

5.2 Эволюция микроструктуры в процессе сварки

5.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы структурных изменений и упрочнения высокомарганцевых сталей в процессе деформационно-термической обработки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время для изготовления корпусов автомобилей применяются низкоуглеродистые стали с различной структурой: ферритной, ферритно-мартенситной и др., которые получают термической или термомеханической обработкой. Обобщенный параметр прочности и пластичности равный произведению временного сопротивления разрушению на удлинение после разрыва, <3^5 составляет для этих сталей 1^2*104 МПа*%. Повышение прочности в таких сталях сопровождается уменьшением пластичности и наоборот. Расширить рамки этих ограничений позволила разработка нового класса сталей с аустенитной структурой, для которых величина 0^5 варьируется в пределах 5^7*104 МПах%. Интересной особенностью таких сталей является высокая прочность и пластичность, которые могут быть достигнуты одновременно, поскольку пластичность обусловлена двойникованием (в англоязычной литературе TWIP-эффект), что приводит к измельчению исходных зерен и появлению кристаллитов размером >20 нм, ограниченных двойниковыми границами. Предельная плотность дислокации, которая достигается в этих кристаллитах без образования трещин, может быть в несколько раз больше, чем в зернах размером >10 мкм, что обеспечивает высокие значения коэффициента деформационного упрочнения 9=da/ds и, соответственно, высокую прочность и пластичность TWIP сталей при комнатной температуре. Это принципиально отличает аустенитные TWIP стали от автосталей с ОЦК-решеткой, в которых высокая пластичность в значительной степени обусловлена кристаллографической текстурой.

TWIP стали имеют три основных недостатка по сравнению с низколегированными двухфазными (в англоязычной литературе DP) и комплексно-фазными (в англоязычной литературе СР) сталями: 1) низкий предел текучести, который варьируется от 220 МПа до 280 МПа; 2) плохая свариваемость; 3) высокое содержание Mn (более 25 вес.%), что существенно затрудняет их практическое применение в автомобильной промышленности.

Одним из эффективных способов повышения предела текучести является деформационно-термическая обработка, которая позволяет увеличить предел текучести более, чем в два раза. Поскольку TWIP стали применяются в большинстве случаев в виде листов, то такая деформационно-термическая обработка должна осуществляться в потоке широкополосных и/или ленточных несколько клетевых станов. В данной работе апробированы два основных способа деформационно-термической обработки: 1) горячая и/или теплая прокатка; 2) холодная прокатка с последующим рекристаллизационным отжигом.

Использование сварки трением с перемешиванием (СТП) и ее разновидности точечной сварки трением с перемешиванием (ТСТП), позволяет преодолеть технологическое ограничение по свариваемости TWIP сталей.

Понижение содержания Мп снижает себестоимость сталей, хотя приводит к появлению мартенсита при пластической деформации, что снижает величину авх5, поскольку аустенитные стали с пластичностью, обусловленной фазовым превращением (в англоязычной литературе ТМР-эффект), имеют меньшую пластичность по сравнению с TWIP сталями.

Степень разработанности. В работе был выполнен детальный анализ механизмов динамической рекристаллизации в процессе горячей и теплой прокатки, а также СТП TWIP сталей. Были проанализированы структурные механизмы упрочнения, разработаны подходы к повышению предела текучести и получению высокопрочных сварных соединений из высокомарганцевых сталей. Были определены физические принципы, обеспечивающие уменьшение содержания Мп в TWIP сталях при сохранении высокой прочности и пластичности.

С практической точки зрения актуальность данной работы обусловлена показанной принципиальной возможностью устранения указанных выше трех основных недостатков TWIP сталей. Разработанные режимы деформационно-термической обработки обеспечивают получение высокого предела текучести для сталей с различным химическим составом при сохранении величин авх5>4-104 МПах%. Использование трех типов TWIP сталей, которые различаются

содержанием Mn, Al, C, позволило определить особенности микроструктурного дизайна аустенитных сталей с пониженным содержанием Mn, который обеспечивает высокое значение величин 0^5 и предела текучести. Кроме того, были предложены режимы СТП и определено их влияние на формирование микроструктуры и механические свойства TWIP сталей.

Целью диссертационной работы являлось установление закономерностей и механизмов формирования рекристаллизованной структуры при деформационно-термической обработке и сварке трением с перемешиванием, механизмов упрочнения, ответственных за повышение предела текучести, а также принципов легирования TWIP сталей с пониженным содержанием Mn.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие частные задачи:

1. Установить закономерности и механизмы формирования микроструктуры в процессе горячей и теплой прокатки и СТП в зависимости от температурно-скоростных условий деформации.

2. Установить влияние содержания углерода на формирование структуры и механические свойства после холодной прокатки и рекристаллизационного отжига.

3. Установить механизмы упрочнения, обеспечивающие повышение предела текучести при формировании рекристаллизованной структуры.

4. Установить влияние углерода и марганца на прочность и пластичность TWIP сталей.

Научная новизна

1. Понижение температуры прокатки ниже 0,6 Тпл приводит к переходу от прерывистой динамической рекристаллизации к непрерывной, что сопровождается ослаблением степенной зависимости размера динамически рекристаллизованных зерен от параметра Зинера-Холломона высокомарганцевых TWIP сталей с изменением показателя степени от -0,25 до -0,02.

2. Увеличение содержания углерода в высокомарганцевых TWIP сталях не оказывает значительного влияния на энергию активации горячей деформации, однако приводит к уменьшению размера динамически рекристаллизованных зерен, что обусловлено снижением энергии активации подвижности границ зерен, кроме того, это способствует повышению предела текучести и пластичности.

3. Показано, что основной вклад в упрочнение высокомарганцевых TWIP сталей после деформационно-термической и термической обработок при 773 К -973 К вносит повышенная плотность дислокаций внутри зерен и в малоугловых границах в соответствии со степенным законом с показателем степени 0,5.

4. СТП высокомарганцевой TWIP стали с рекристаллизованной микроструктурой обеспечивает сварной шов с мелкозернистой структурой, прочность которого выше прочности основного материала. Основной вклад в предел текучести сварного шва вносит дислокационное упрочнение.

Теоретическая значимость заключается в применении современных методов обработки экспериментальных данных и их хорошая корреляция с основными физическими механизмами, реализуемыми в исследуемых материалах. Представлен оригинальный метод определения энергии активации миграции границ зерен. Рассмотрена модель описания упрочнения в результате деформационно-термической обработки высокомарганцевых сталей с частично рекристаллизованной микроструктурой.

Практическая значимость работы. В диссертационной работе установлено, что оптимальный микроструктурный дизайн высокомарганцевых сталей позволяет получить необходимый комплекс механических свойств и сократить номенклатуру используемых материалов, и как результат, снизить химическую неоднородность сварных соединений.

Прокатка при температуре 973 К, которая является границей между областями теплой и горячей деформации, обеспечивает оптимальное сочетание предела текучести >600 МПа с величинами авх5>4,2-104МПах%.

Горячая прокатка TWIP стали с оптимальным содержанием Mn и C обеспечивает сверхвысокие значения 3^5^-Ю4 МПа*%, которые сочетаются с небольшой величиной предела текучести <400 МПа. Теплая прокатка обеспечивает предел текучести >700 МПа для сталей с 18% Mn и содержанием углерода от 0,4% до 0,6% при значении 3^5^,8-Ю4 МПа*%. Наилучшую комбинацию свойств предела текучести ~600 МПа и 3^5^-Ш4 МПа*% можно получить прокаткой при 973 К для обеих сталей.

Холодная прокатка с последующим рекристаллизационным отжигом позволяет получить предел текучести 1000 МПа при 3^5^,6-Ю4 МПа-% в стали с 0,6% С. В стали с 0,4% С максимальное значение предела текучести после такой обработки достигает 530 МПа при а^^Д^МПа^/о. В стали 0,5% С-12% Mn-1,5% Al теплой прокаткой можно получить предел текучести ~600 МПа с величиной 3^5^-104 МПа*%, холодная прокатка с последующим рекристаллизационным отжигом обеспечивает предел текучести 810 МПа с величиной aBx5~2,2•104 МПа*%, что соответствует лучшим CP сталям. СТП обеспечивает получение качественного сварного соединения с высоким пределом текучести >560 МПа.

Уменьшение содержания Mn в TWIP сталях до 12% может быть компенсировано другими элементами. Сталь с пониженным содержанием Mn после прокатки при 973 К демонстрирует хорошее сочетание прочности и пластичности. В рамках диссертационной работы разработаны два способа термомеханической обработки марганцевых сталей, позволяющих получать высокий комплекс механических свойств. Данная обработка оформлена в виде патента и свидетельства о регистрации (№ RU 2631069 от 18.09.2017 и № 212 от 18.10.2016, соответственно). Показана возможность соединения TWIP сталей с применением сварки трением с перемешиванием, что имеет важное практическое значение для автомобилестроения.

Достоверность полученных результатов диссертационной работы обеспечивается применением стандартных методик испытаний с применением

современного высокотехнологичного оборудования лучших мировых производителей. Полученные результаты согласуются с литературными данными и не противоречат современным представлениям. Результаты работы были апробированы на научных конференциях, а также прошли рецензирование в высокорейтинговых журналах.

Методология и методы исследования. В диссертационной работе исследования проводили с использованием современных методик исследования микроструктуры и фазового состава, с применением просвечивающей электронной микроскопии, растровой электронной микроскопии с возможностью анализа дифракций обратно-рассеянных электронов. Были проведены испытания исследуемых образцов на механические свойства, включающие в себя систему видео корреляции цифрового изображения бесконтактным методом, что также помогло в изучении механического поведения градиентных микроструктур.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Закономерности формирования микроструктуры в высокомарганцевых сталях в процессе пластической деформации при гомологических температурах 0,4-0,85 Тпл и влияние на них основных легирующих элементов.

2. Влияние режима прокатки и легирующих элементов на механические свойства высокомарганцевых сталей и механизмы упрочнения, ответственные за предел текучести.

3. Особенности СТП в TWIP сталях, природа высокой прочности сварного шва с ультрамелкозернистой структурой.

Степень достоверности и апробация работы.

Результаты диссертационной работы были представлены на нижеследующих российских и международных научных конференциях: Международные Научные чтения им. чл.-корр. РАН И.А. Одинга, Механические Свойства Современных Конструкционных Материалов, «Влияние температуры прокатки на механические свойства стали Fe-18Mn-0.6C» (Москва, 2016 г.); Международная конференция Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций, «Влияние деформационной обработки на структурно-

фазовое состояние и механические свойства перспективных автомобильных сталей» (Томск, 2017 г.); Proceedings of the International Symposium on Physics of Materials (ISPMA 14), «Deformation mechanisms operating in TWIP/TRIP steels processed by warm to hot working» (Прага, 2017); 13 th International Conference on Superplasticity in Advanced Materials (ICSAM 2018), «Microstructure and mechanical properties of an ultrafine grained medium-Mn steel» (Санкт-Петербург, 2018 г.); Структура и свойства высокоэнтропийных сплавов и покрытий, «Влияние алюминия на механические свойства среднемарганцевой стали» (Белгород, 2019 г.); Получение, структура и свойства высокоэнтропийных материалов тезисы междунар. конф. и школы молодых ученых, «Влияние термической обработки на механические свойства среднемарганцевой стали» (Белгород, 2020 г.); International Conference on Processing & Manufactoring of advanced Materials (THERMEC'2021), «Grain orientation spread in dynamically recrystallized austenitic steel» (Вена, 2021 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 19 публикациях, в том числе 13 из которых опубликованы в изданиях, индексируемых в цитатно-аналитических базах данных Web of Science/Scopus, а также 2 из перечня ВАК РФ, рецензируемых научных изданий. Получены 1 патент и 1 свидетельство о регистрации.

Личный вклад. Соискатель принимал активное участие в формулировке цели и задач диссертационной работы, непосредственно осуществлял экспериментальные исследования, выполнял обработку и анализ экспериментальных данных, активно участвовал в подготовке и написании научных публикаций, а также представлении полученных результатов на научных конференциях.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 172 источников, изложена на 132 страницах, содержит 82 рисунка и 9 таблиц.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

На сегодняшний день решаются вопросы снижения вредных выбросов и повышения безопасности современных автомобилей. Около 20-30 лет назад перед крупнейшими автопроизводителями была поставлена задача решить данные проблемы. Первыми предпосылками для ее решения было использование легких цветных металлов и их сплавов с целью снижения веса и, как результат, уменьшение вредных выбросов, при этом более остро стала проблема безопасности, решением которой занимаются крупнейшие научные центры. С целью влияния на данную ситуацию была сформирована мировая ассоциация крупнейших производителей сталей из: США, Германии, Южной Кореи, Австралии, Индии, Китая, Мексики, России и других стран [1]. За время работы данной ассоциации были разработаны десятки сталей, которые планируется запустить в производство, а также уже на многих заводах расширилась номенклатура выпускаемых сталей за счет вновь разработанных. Предпринятые меры дали свои результаты, и на сегодняшний день в современных автомобилях и конструкциях используются передовые, надежные стали. Но исследования в области цветных металлов и их сплавов также не стоят на месте. На основе анализа современных тенденций микроструктурного дизайна современных сталей были разработаны стали с уникальным химическим составом. Особенность данных сталей заключается в том, что формирование комплекса механических свойств можно достичь, не только в результате деформационной обработки, но и последующей термической обработки. Тем самым появляется возможность изменения вкладов основных механизмов деформации в общую деформацию и как результат, расширение номенклатуры изделий, которые могут быть выполнены из данной стали.

Ведущие производители разрабатывают стали нового поколения с содержанием марганца от 3 до 27 вес.%, в частности корейская фирма «П0СК0»(P0SC0) [2] ведет непрерывные исследования данных классов сталей, о чем свидетельствуют многочисленные статьи в научной периодике [3-6]. Кроме

того, данная фирма является правообладателем многочисленных охранных документов (патентов) по разработкам химических составов новых сталей, а также способов их обработки. Аналогичные исследования проводятся во всем мире, такими странами как США, Германия, Корея, Китай и другие. В ближайшие годы основные производители автомобилей такие как: Volkswagen, Hyundai, Kia, Chevrolet, Acura, Jeep, Mercedes-Benz, Toyota и другие, анонсировали использование более 60% высокопрочных сталей при производстве автомобилей [7]. Отечественные производители автомобилей также пытаются увеличить долю высокопрочных сталей при производстве автомобилей [8, 9]. Уникальность данной работы заключается в экономном легировании железа для получения необходимого комплекса механических свойств, что в последующем, вероятно, может повлиять на общую стоимость конечного изделия.

1.1 Высокомарганцевые аустенитные стали для автомобильной

промышленности

Основными задачами современного автомобилестроения являются снижение вредных выбросов и повышение безопасности пассажиров. Этого можно достичь, за счет применения передовых технологий в области двигателестроения и/или использования альтернативных источников энергии. Этот путь является достаточно длительным, требующий задействования многих отраслей промышленности. На сегодняшний день наиболее интенсивно развивается направление по снижению веса транспортного средства. Этого удается достичь за счет освоения новых сталей и технологических процессов их производства. Мировые автопроизводители, как одним из направлений, ведут разработки и внедрение новых высокопрочных сталей. Не исключением являются и отечественные автопроизводители. Так, например, хорошо прослеживается данная тенденция у отечественного завода «АВТОВАЗ», доля высокопрочных сталей у которого увеличивается с 9% у LADA Priora до 36% в LADA Vesta. Передовые разработки в области станкостроения позволяют воплотить в жизнь сложные

инженерные идеи по усовершенствованию конструкции, с применением меньшего числа ее составляющих элементов. В связи с чем, по мимо высокой прочности используемых материалов, стали должны быть технологичными, чтобы в полной мере использовать потенциал имеющегося оборудования, что обуславливает актуальность разработки новых экономнолегированных сталей [1, 10].

Последовательное движение в области экологической безопасности за последние двадцать лет привело почти к двукратному снижению негативного воздействия транспортных средств на окружающую природу [1]. Этого удалось достичь, в том числе, за счет развития новых легких металлов и их сплавов. Внедрение таких сплавов приводит к развитию новых ветвей промышленности, таких как композиционные материалы. Так как, например, применение традиционных методов соединения разнородных материалов не позволят внедрять новые материалы в отдельные узлы, что приводит к замене целой конструкции, что в большинстве случаев является не целесообразным, а традиционная сварка плавлением сопровождается выделением интерметаллидов при кристаллизации, которые приводят к охрупчиванию сварного соединения из цветных металлов и широко используемых сталей [11].

На фоне интенсивно развивающихся композиционных материалов и легких сплавов была создана ассоциация «World Auto Steel» («Мировые Автомобильные Стали»), в состав которой вошли крупнейшие производители сталей со всего мира, не исключением стала и Россия, которая представлена компанией ПАО «Северсталь» [12]. Основной идеей данной ассоциации является развитие высокопрочных сталей (HSS) и усовершенствованных высокопрочных сталей (AHSS). Как упоминалось ранее, сложность конструкторских идей приводит к появлению нового класса сталей с повышенным содержанием марганца в пределах 17-24 мас.% [13, 14]. При этом, на сегодняшний день не снижается интерес к данным сталям, а ведутся поисковые работы по усовершенствованию легирования и методов их обработки. Одним из новых типов высокопрочных сталей являются сплавы с пластичностью, наведенной фазовым превращением («TRIP-стали») [1517]. Высокий баланс прочности и пластичности в таких сталях достигается

благодаря мартенситному превращению остаточного аустенита в процессе пластической деформации.

Кроме механических свойств, разрабатываемые стали должны обладать хорошей технологичностью, в частности хорошей свариваемостью [18]. С этой целью существуют ограничения по концентрации легирующих элементов. Основной вклад в упрочнение дает углерод, но при концентрациях, превышающих 0,2 мас.%. существует ограничение по свариваемости.

Высокомарганцевые стали были открыты Робертом Гадфильдом (Sir Robert Hadfield) в 1888 году и на сегодняшний момент являются одним из наиболее перспективных материалов для применения в автомобилестроительной промышленности, благодаря уникальному сочетанию прочности и удлинению при разрыве. На Рисунке 1.1 приведено сравнение прочностных показателей высокомарганцевых аустенитных сталей с другими сталями, применяемыми в автомобилестроении на сегодняшний день.

80-|

70-

60-

_о

и О 50-

I

т 40-

и ■

то ^ 30-

1= ■

20-

10-

0-

—I—■—I—■—I—■—I—■—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Прочность, МПа

0

Рисунок 1.1 - Сводный график прочностных и пластических показателей автомобильных сталей различного химического состава

Таблица 1 - Химический состав IF-сталей различных металлургических предприятий

Производитель Химический состав стали, % мас.

С Mn P S Al N

Kawasaki Steel Corporation (Япония) >0.002 0.18 0.006 0.007 0.028 0.002

National Steel Corporation (США) >0.0025 0.2 0.006 0.007 0.028 0.002

Sollac (Франция) >0.003 0.2 0.003 0.009 0.017 0.003

ОАО «Север-сталь» (Россия) >0.003 0.12 0.009 0.008 0.032 0.0054

Как можно заметить, изменение химического состава в давно известной Ш-стали, с низким содержанием примесных элементов (химический состав представлен в Таблице 1) обладает хорошей штампуемостью благодаря высокой пластичности, при этом прочностные характеристики не превышают 300 МПа (Рисунок 1.1).

1.2 Химический состав TWIP сталей

Марганец является одним из наиболее распространенных легирующих элементов в сталях. Существует очень большое количество исследований системы Fe-Mn-С. Первые исследования фазовых равновесий были выполнены еще в 1909 году, и с тех пор, было проведено множество исследований [19, 20]. В небольшом количестве марганец добавляют в сталь для связывания серы в сульфид марганца. Марганец позволяет увеличить предел текучести, каждый 0,1% марганца увеличивает предел текучести приблизительно на 3 МПа [21].

Как можно заметить (Рисунок 1.2), при концентрациях марганца в диапазоне от 5 до 25 % вес. при комнатной температуре преобладает многофазная микроструктура с а, е, и у-фазами, соответственно. Небольшие добавки марганца приводят к значительному упрочнению сплава за счет образования ал -мартенсита,

а при более высоких концентрациях марганца образуется е-мартенсит. Обе эти фазы могут быть образованы в результате трансформации остаточного аустенита в мартенсит под действием внешних нагрузок (так называемый ТМР-эффект, т.е. деформация наведенная фазовым превращением).

Рисунок 1.2- Фазовая диаграмма Ре-Мп[19]

Для того чтобы стабилизировать аустенит при комнатной температуре, необходимо, чтобы его концентрация была не менее 27% вес. При концентрациях 25% марганца наблюдается подавление а и е превращения. По мимо увеличения концентрации марганца, подавить образование мартенситной фазы можно за счет увеличения концентрации углерода. Углерод является одним из важных элементов в системе легирования автомобильных сталей [22, 23]. Содержание углерода в таких материалах обусловлено повышением уровня прочностных свойств, а также обнаружено влияние его содержания на формуемость и способность к глубокой вытяжке. Содержание углерода до 0,6 мас.% позволяет получить сталь без образования карбидной фазы, при этом, увеличенная концентрация углерода может способствовать образованию еЛ-мартенсита [24].

Углерод также является распространенным легирующим элементом в стали. Это обусловлено его распространенностью и не высокой стоимостью [25]. При этом он оказывает сильное воздействие на прочностные характеристики стали (Рисунок 1.3).

241.

2

О 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

Содержание углерода, вес. %

Рисунок 1.3 - Влияние углерода на предел текучести в стали [25]

Как можно заметить (Рисунок 1.3) незначительное увеличение концентрации углерода может привести к значительному приросту прочности сплава.

Алюминий повышает ЭДУ в марганцевых сталях [22, 26]. Благодаря алюминию удается подавить формирование е мартенсита, при этом увеличить стабильность аустенита при комнатной температуре. При этом высокое содержание алюминия может приводить к формированию зернограничных интерметаллидов по типу Ре2А15 [22]. Содержание алюминия может отрицательно влиять на формуемость. Это связано с осаждением АШ во время перекристаллизации, предотвращая образование более мелких зерен. Таким образом, минимизация количества АШ в твердом растворе приводит к более высокой формуемости. Более стабильной альтернативой АШ, которая обычно используется в сталях ШЖ, является TiN [25].

Основным вопросом в выборе химического состава автомобильных сталей является подбор оптимального соотношения между легирующими элементами, например, такими как, С/Мп.

1.3 Энергия дефекта упаковки в TWIP сталях

Дефект упаковки возникает при расщеплении дислокации на две частичные, у которых вектор Бюргерса не равен периоду трансляции решетки. При несовпадении решеток по разные стороны от линии дислокации приводит к образованию частичной дислокации. Вновь образованная поверхность должна обладать большой упругой энергией, именно поэтому в плотноупакованных структурах достаточно часто образуются такие дефекты. При образовании дефекта упаковки (Рисунок 1.4), в кристалле возникают изменения в укладке атомных плоскостей несвойственной для исходной кристаллической структуры. Такое изменение приводит к изменению энергии кристалла на небольшую величину. Данная энергия и называется энергией дефекта упаковки. Чем выше значение ЭДУ, тем он «более устойчив к дефектоообразованию» [27]. Ниже приведены некоторые значения ЭДУ для ГЦК металлов (Таблица 2).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Торганчук Владимир Игоревич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Keeler, S. Advanced High-Strength Steels Application Guidelines V5 / S. Keeler, M. Kimchi. - WorldAutoSteel, 2015. - 276 p.

2.http://www.posco.com/homepage/docs/eng6/jsp/product/s91p1000110l.jsp?seq =17&tbKnd=91.

3. Lee, H. Novel medium-Mn (austenite + martensite) duplex hot-rolled steel achieving 1.6 GPa strength with 20 % ductility by Mn-segregation-induced TRIP mechanism / H. Lee, M.C. Jo, S.S. Sohn, A. Zargaran, J.H. Ryu, N.J. Kim, S. Lee // Acta Materialia. - 2018. - Vol. 147. - P. 247-260.

4. Hwang, J.-K. Effects of caliber rolling on microstructure and mechanical properties in twinning-induced plasticity (TWIP) steel / J.-K. Hwang // Materials Science and Engineering: A. - 2018. - Vol. 711. - P. 156-164.

5. Roa, J.J. Phase transformation under thermal fatigue of high Mn-TWIP steel: Microstructure and mechanical properties / J.J. Roa, H. Besharatloo, G. Fargas, J. Calvo, A. Mateo // Materials Science and Engineering: A. - 2016. - Vol. 677. - Phase transformation under thermal fatigue of high Mn-TWIP steel. - P. 431-437.

6. Latypov, M.I. Micromechanical finite element analysis of strain partitioning in multiphase medium manganese TWIP+TRIP steel / M.I. Latypov, S. Shin, B.C. De Cooman, H.S. Kim // Acta Materialia. - 2016. - Vol. 108. - P. 219-228.

7. https ://twitter.com/SteelYourWorld.

8. http://ladaonline.ru/news/7855/.

9. https://www.lada.ru/press-releases/! 11603.html.

10. Дашкова, П. Металлоснабжение и сбыт : 3 / П. Дашкова. - 2016. - C. 134.

11. Каракозов, Э.С. Холодная сварка труб / Э.С. Каракозов, В.Д. Сапрыгин. -Металлургия, 1978. - 176 c.

12. WorldAutoSteel | Strong. Safe. Sustainable. [Электронный ресурс]. - URL: https://www.worldautosteel.org/.

13. Chiaberge, M. New Trends and Developments in Automotive System Engineering / M. Chiaberge. - 2011. - 664 p.

14. Kusakin, P. Microstructure evolution and strengthening mechanisms of Fe-23Mn-0.3C-1,5Al TWIP steel during cold rolling / P. Kusakin, A. Belyakov, C. Haase, R. Kaibyshev, D.A. Molodov // Materials Science and Engineering: A. - 2014. -Vol. 617. - P. 52-60.

15. Lee, S. On the selection of the optimal intercritical annealing temperature for medium Mn TRIP steel / S. Lee, B.C. De Cooman // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2013. - Vol. 44. - P. 5018-5024.

16. Zaefferer, S. A study of microstructure, transformation mechanisms and correlation between microstructure and mechanical properties of a low alloyed TRIP steel / S. Zaefferer, J. Ohlert, W. Bleck // Acta Materialia. - 2004. - Vol. 52. - P. 2765-2778.

17. Herrera, C. Design of a novel Mn-based 1GPa duplex stainless TRIP steel with 60% ductility by a reduction of austenite stability / C. Herrera, D. Ponge, D. Raabe // Acta Materialia. - 2011. - Vol. 59. - P. 4653-4664.

18. Han, T.-K. CO2 laser welding characteristics of 800 MPa class TRIP steel / T.K. Han, S.S. PARK, K.-H. Kim, C.-Y. Kang, I.-S. Woo, J.-B. Lee // ISIJ international. -2005. - Vol. 45. - P. 60-65.

19. De Cooman, B.C. Phase transformations in high manganese twinning-induced plasticity (TWIP) steels / B.C. De Cooman // Phase Transformations in Steels. - Elsevier, 2012. - P. 295-331.

20. Witusiewicz, V.T. Reevaluation of the Fe-Mn Phase Diagram / V.T. Witusiewicz, F. Sommer, E.J. Mittemeijer // Journal of Phase Equilibria & Diffusion. -2004. - Vol. 25. - P. 346-354.

21. Arlazarov, A. Characterization and Modeling of Manganese Effect on Strength and Strain Hardening of Martensitic Carbon Steels / A. Arlazarov, O. Bouaziz, A. Hazotte, M. Goune, S. Allain // ISIJ International. - 2013. - Vol. 53. - P. 1076-1080.

22. Chen, L. Some aspects of high manganese twinning-induced plasticity (TWIP) steel, a review / L. Chen, Y. Zhao, X. Qin // Acta Metallurgica Sinica (English Letters).

- 2013. - Vol. 26. - P. 1-15.

23. Luo, Z.C. The role of interstitial carbon atoms on the strain-hardening rate of twinning-induced plasticity steels / Z.C. Luo, M.X. Huang // Scripta Materialia. - 2020.

- Vol. 178. - P. 264-268.

24. De Cooman, B.C. High Mn TWIP steels for automotive applications / B.C. De Cooman, K. Chin, J. Kim // New trends and developments in automotive system engineering. - InTech, 2011. - P. 101-128.

25. Kutz, M. Handbook of materials selection / M. Kutz. - John Wiley & Sons,

2002.

26. Yang, W.S. The influence of aluminium content to the stacking fault energy in Fe-Mn-Al-C alloy system / W.S. Yang, C.M. Wan // Journal of Materials Science. - 1990.

- Vol. 25. - P. 1821-1823.

27. Золотаревский, В.С. Механические свойства металлов. разное. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС, 1998. - 400 с.

28. Келли, А. Кристаллография и дефекты в кристаллах. / А. Келли, Г. Гровс.

- 1974. - 504 c.

29. Lee, S. Effect of the Strain Rate on the TRIP-TWIP Transition in Austenitic Fe-12 pct Mn-0.6 pct C TWIP Steel / S. Lee, Y. Estrin, B.C. De Cooman // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2014. - Vol. 45. - P. 717-730.

30. Curtze, S. Dependence of tensile deformation behavior of TWIP steels on stacking fault energy, temperature and strain rate / S. Curtze, V.-T. Kuokkala // Acta Materialia. - 2010. - Vol. 58. - P. 5129-5141.

31. Jung, I.-C. Temperature dependence of the flow stress of Fe-18Mn-0.6 C-xAl twinning-induced plasticity steel / I.-C. Jung, B.C. De Cooman // Acta Materialia. - 2013.

- Vol. 61. - P. 6724-6735.

32. Matlock, D. Design considerations for the next generation of advanced high strength sheet steels / D. Matlock, J.G. Speer // Proc. of the 3rd International Conference on Structural Steels, ed. by HC Lee, the Korean Institute of Metals and Materials, Seoul/Korea. - 2006. - P. 774-781.

33. Grassel, O. High strength Fe-Mn-(Al, Si) TRIP/TWIP steels development — properties — application / O. Grassel, L. Krüger, G. Frommeyer, L.W. Meyer // International Journal of Plasticity. - 2000. - Vol. 16. - P. 1391-1409.

34. Bouaziz, O. Modelling of TWIP effect on work-hardening / O. Bouaziz, N. Guelton // Materials Science and Engineering: A. - 2001. - Vol. 319. - P. 246-249.

35. Frommeyer, G. Supra-Ductile and High-Strength Manganese-TRIP/TWIP Steels for High Energy Absorption Purposes. / G. Frommeyer, U. Brüx, P. Neumann // ISIJ International. - 2003. - Vol. 43. - P. 438-446.

36. Remy, L. Kinetics of f.c.c. deformation twinning and its relationship to stressstrain ~e~aviour / L. Remy. - P. 9.

37. Cooman, B.C. State-of-the-knowledge on TWIP steel / B.C.D. Cooman, O. Kwon. - P. 16.

38. Gutierrez-Urrutia, I. Grain size effect on strain hardening in twinning-induced plasticity steels / I. Gutierrez-Urrutia, D. Raabe // Scripta Materialia. - 2012. - Vol. 66.

- P. 992-996.

39. Bouaziz, O. High manganese austenitic twinning induced plasticity steels: A review of the microstructure properties relationships / O. Bouaziz, S. Allain, C.P. Scott, P. Cugy, D. Barbier // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 2011. -Vol. 15. - High manganese austenitic twinning induced plasticity steels. - P. 141-168.

40. Jeong, K. The effects of Si on the mechanical twinning and strain hardening of Fe-18Mn-0,6C twinning-induced plasticity steel / K. Jeong, J.-E. Jin, Y.-S. Jung, S. Kang, Y.-K. Lee // Acta Materialia. - 2013. - Vol. 61. - P. 3399-3410.

41. Koyama, M. Work hardening associated with s-martensitic transformation, deformation twinning and dynamic strain aging in Fe-17Mn-0,6C and Fe-17Mn-0.8C TWIP steels / M. Koyama, T. Sawaguchi, T. Lee, C.S. Lee, K. Tsuzaki // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - Vol. 528. - P. 7310-7316.

42. Lee, S.-J. On the origin of dynamic strain aging in twinning-induced plasticity steels / S.-J. Lee, J. Kim, S.N. Kane, B.C.D. Cooman // Acta Materialia. - 2011. - Vol. 59.

- P. 6809-6819.

43. Renard, K. Characterisation of the Portevin-Le Châtelier effect affecting an austenitic TWIP steel based on digital image correlation / K. Renard, S. Ryelandt, P.J. Jacques // Materials Science and Engineering: A. - 2010. - Vol. 527. - P. 2969-2977.

44. Chen, L. Localized deformation due to Portevin-LeChatelier effect in 18Mn-0.6 C TWIP austenitic steel / L. Chen, H.-S. Kim, S.-K. Kim, B.C. De Cooman // ISIJ international. - 2007. - Vol. 47. - P. 1804-1812.

45. Lebedkina, T.A. On the mechanism of unstable plastic flow in an austenitic FeMnC TWIP steel / T.A. Lebedkina, M.A. Lebyodkin, J.-Ph. Chateau, A. Jacques, S. Allain // Materials Science and Engineering: A. - 2009. - Vol. 519. - P. 147-154.

46. Ghasri-Khouzani, M. Effect of carbon content on the mechanical properties and microstructural evolution of Fe-22Mn-C steels / M. Ghasri-Khouzani, J.R. McDermid // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Vol. 621. - P. 118-127.

47. Kim, J. Effect of Al on the stacking fault energy of Fe-18Mn-0,6C twinning-induced plasticity / J. Kim, S.-J. Lee, B.C. De Cooman // Scripta Materialia. - 2011. -Vol. 65. - P. 363-366.

48. Hong, S. Serration phenomena occurring during tensile tests of three high-manganese twinning-induced plasticity (TWIP) steels / S. Hong, S.Y. Shin, J. Lee, D.-H. Ahn, H.S. Kim, S.-K. Kim, K.-G. Chin, S. Lee // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2014. - Vol. 45. - P. 633-646.

49. Koyama, M. Work hardening associated with s-martensitic transformation, deformation twinning and dynamic strain aging in Fe-17Mn-0,6C and Fe-17Mn-0.8C TWIP steels / M. Koyama, T. Sawaguchi, T. Lee, C.S. Lee, K. Tsuzaki // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - Vol. 528. - P. 7310-7316.

50. Bouaziz, O. High manganese austenitic twinning induced plasticity steels: A review of the microstructure properties relationships / O. Bouaziz, S. Allain, C.P. Scott, P. Cugy, D. Barbier // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 2011. -Vol. 15. - High manganese austenitic twinning induced plasticity steels. - P. 141-168.

51. Idrissi, H. On the mechanism of twin formation in Fe-Mn-C TWIP steels / H. Idrissi, K. Renard, L. Ryelandt, D. Schryvers, P.J. Jacques // Acta Materialia. - 2010. -Vol. 58. - P. 2464-2476.

52. Saha, R. Fully recrystallized nanostructure fabricated without severe plastic deformation in high-Mn austenitic steel / R. Saha, R. Ueji, N. Tsuji // Scripta Materialia. - 2013. - Vol. 68. - P. 813-816.

53. Koyama, M. Grain refinement effect on cryogenic tensile ductility in a Fe-Mn-C twinning-induced plasticity steel / M. Koyama, T. Lee, C.S. Lee, K. Tsuzaki // Materials & Design. - 2013. - Vol. 49. - P. 234-241.

54. Scott, C. The Development of a New Fe-Mn-C Austenitic Steel for Automotive Applications / C. Scott, N. Guelton, S. Allain, M. Faral. - P. 12.

55. Fonstein, N. Advanced high strength sheet steels: physical metallurgy, design, processing, and properties. Advanced high strength sheet steels / N. Fonstein. - Aufl. 2015. - Cham: Springer, 2015. - 396 p.

56. Humphreys, F.J. Recrystallization and related annealing phenomena / F.J. Humphreys, M. Hatherly. - 1st ed. - Oxford, OX, UK; Tarrytown, N.Y., U.S.A: Pergamon, 1995. - 497 p.

57. Burke, J.E. Recrystallization and grain growth / J.E. Burke, D. Turnbull // Progress in Metal Physics. - 1952. - Vol. 3. - P. 220-292.

58. Sitdikov, O. Dynamic Recrystallization in Pure Magnesium / O. Sitdikov, R. Kaibyshev // Materials Transactions. - 2001. - Vol. 42. - P. 1928-1937.

59. Горелик, С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С. Горелик, С. Добаткин, Л. Капуткина. - МИСиС М., 2005. - 432 c.

60. Рахштадт, А.Г. Основы термической обработки: В 3 томах. Основы термической обработки / А.Г. Рахштадт; ed. М.Л. Бернштейн. - Москва: Металлургия, 1983. - 368 c.

61. Kusakin, P. On the effect of chemical composition on yield strength of TWIP steels / P. Kusakin, A. Belyakov, D.A. Molodov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 687. - P. 82-84.

62. Yen, H.-W. Interactions between deformation-induced defects and carbides in a vanadium-containing TWIP steel / H.-W. Yen, M. Huang, C. Scott, J.-R. Yang // Scripta Materialia. - 2012. - Vol. 66. - P. 1018-1023.

63. Yanushkevich, Z. Microstructural evolution of a 304-type austenitic stainless steel during rolling at temperatures of 773-1273K / Z. Yanushkevich, A. Belyakov, R. Kaibyshev // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 82. -P. 244-254.

64. Sakai, T. Overview no. 35 Dynamic recrystallization: Mechanical and microstructural considerations / T. Sakai, J.J. Jonas // Acta Metallurgica. - 1984. -Vol. 32. - Overview no. 35 Dynamic recrystallization. - P. 189-209.

65. Sakai, T. Dislocation substructures developed during dynamic recrystallisation in polycrystalline nickel / T. Sakai, M. Ohashi // Materials Science and Technology. -1990. - Vol. 6. - P. 1251-1257.

66. Jonas, J.J. The Avrami kinetics of dynamic recrystallization / J.J. Jonas, X. Quelennec, L. Jiang, É. Martin // Acta Materialia. - 2009. - Vol. 57. - P. 2748-2756.

67. Li, D. Prediction of hot deformation behaviour of Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP steel / D. Li, Y. Feng, Z. Yin, F. Shangguan, K. Wang, Q. Liu, F. Hu // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - Vol. 528. - P. 8084-8089.

68. Sakai, T. Plastic deformation: role of recovery and recrystallization / T. Sakai // Encyclopedia of materials: science and technology. - 2001. - Vol. 7. - P. 7079.

69. Graetz, K. Analysis of steady-state dynamic recrystallization / K. Graetz, C. Miessen, G. Gottstein // Acta Materialia. - 2014. - Vol. 67. - P. 58-66.

70. Sakai, T. Dynamic and post-dynamic recrystallization under hot, cold and severe plastic deformation conditions / T. Sakai, A. Belyakov, R. Kaibyshev, H. Miura, J.J. Jonas // Progress in Materials Science. - 2014. - Vol. 60. - P. 130-207.

71. Chen, X.-M. Dynamic recrystallization behavior of a typical nickel-based superalloy during hot deformation / X.-M. Chen, Y.C. Lin, D.-X. Wen, J.-L. Zhang, M. He // Materials & Design. - 2014. - Vol. 57. - P. 568-577.

72. Huang, K. A review of dynamic recrystallization phenomena in metallic materials / K. Huang, R.E. Logé // Materials & Design. - 2016. - Vol. 111. - P. 548-574.

73. Gourdet, S. A model of continuous dynamic recrystallization / S. Gourdet, F. Montheillet // Acta Materialia. - 2003. - Vol. 51. - P. 2685-2699.

74. Frost, H.J. Deformation mechanism maps: the plasticity and creep of metals and ceramics / H.J. Frost, M.F. Ashby. - Pergamon press, 1982. - 166 p.

75. Tikhonova, M. Strain-induced grain evolution in an austenitic stainless steel under warm multiple forging / M. Tikhonova, A. Belyakov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Vol. 564. - P. 413-422.

76. Maki, T. Dynamic recrystallization of austenite in 18-8 stainless steel and 18 Ni maraging steel / T. Maki, K. Akasaka, K. Okuno, I. Tamura // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. - 1982. - Vol. 22. - P. 253-261.

77. Barbier, D. Analysis of the tensile behavior of a TWIP steel based on the texture and microstructure evolutions / D. Barbier, N. Gey, S. Allain, N. Bozzolo, M. Humbert // Materials Science and Engineering: A. - 2009. - Vol. 500. - P. 196-206.

78. Jin, J.-E. Effects of Al on microstructure and tensile properties of C-bearing high Mn TWIP steel / J.-E. Jin, Y.-K. Lee // Acta Materialia. - 2012. - Vol. 60. - P. 16801688.

79. Timokhina, I.B. Severe plastic deformation of a TWIP steel / I.B. Timokhina, A. Medvedev, R. Lapovok // Materials Science and Engineering: A. - 2014. - Vol. 593. - P. 163-169.

80. Abramova, M.M. Structural and phase transformation in a TWIP steel subjected to high pressure torsion / M.M. Abramova, N.A. Enikeev, J.G. Kim, R.Z. Valiev, M.V. Karavaeva, H.S. Kim // Materials Letters. - 2015.

81. Dini, G. Improved tensile properties of partially recrystallized submicron grained TWIP steel / G. Dini, A. Najafizadeh, R. Ueji, S.M. Monir-Vaghefi // Materials Letters. - 2010. - Vol. 64. - P. 15-18.

82. Haase, C. On the relation of microstructure and texture evolution in an austenitic Fe-28Mn-0.28C TWIP steel during cold rolling / C. Haase, S.G. Chowdhury, L.A. Barrales-Mora, D.A. Molodov, G. Gottstein // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2013. - Vol. 44. - P. 911-922.

83. Rahman, K.M. The effect of grain size on the twin initiation stress in a TWIP steel / K.M. Rahman, V.A. Vorontsov, D. Dye // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 89. -P. 247-257.

84. Kalinenko, A. Microstructure and mechanical properties of a high-Mn TWIP steel subjected to cold rolling and annealing / A. Kalinenko, P. Kusakin, A. Belyakov, R. Kaibyshev, D. Molodov // Metals. - 2017. - Vol. 7. - P. 571.

85. Yanushkevich, Z. Effect of cold rolling on recrystallization and tensile behavior of a high-Mn steel / Z. Yanushkevich, A. Belyakov, R. Kaibyshev, C. Haase, D.A. Molodov // Materials Characterization. - 2016. - Vol. 112. - P. 180-187.

86. Yanushkevich, Zh.Ch. Recrystallization kinetics of an austenitic high-manganese steel subjected to severe plastic deformation / Zh.Ch. Yanushkevich, D.A.

Molodov, A.N. Belyakov, R.O. Kaibyshev // Russian Metallurgy (Metally). - 2016. -Vol. 2016. - P. 812-819.

87. Pérez Escobar, D. Martensite reversion and texture formation in 17Mn-0.06C TRIP/TWIP steel after hot cold rolling and annealing / D. Pérez Escobar, S. Silva Ferreira de Dafé, D. Brandao Santos // Journal of Materials Research and Technology. - 2015. -Vol. 4. - P. 162-170.

88. Santos, D.B. Effect of annealing on the microstructure and mechanical properties of cold rolled Fe-24Mn-3Al-2Si-1Ni-0.06C TWIP steel / D.B. Santos, A.A. Saleh, A.A. Gazder, A. Carman, D.M. Duarte, É.A.S. Ribeiro, B.M. Gonzalez, E.V. Pereloma // Materials Science and Engineering: A. - 2011. - Vol. 528. - P. 3545-3555.

89. Kang, S. Effects of recrystallization annealing temperature on carbide precipitation, microstructure, and mechanical properties in Fe-18Mn-0,6C-1,5Al TWIP steel / S. Kang, Y.-S. Jung, J.-H. Jun, Y.-K. Lee // Materials Science and Engineering: A. - 2010. - Vol. 527. - P. 745-751.

90. Gwon, H. Role of grain size on deformation microstructures and stretch-flangeability of TWIP steel / H. Gwon, J.H. Kim, J.-K. Kim, D.-W. Suh, S.-J. Kim // Materials Science and Engineering: A. - 2020. - Vol. 773. - P. 138861.

91. Tian, Y.Z. Enhanced Strength and Ductility in an Ultrafine-Grained Fe-22Mn-0,6C Austenitic Steel Having Fully Recrystallized Structure / Y.Z. Tian, Y. Bai, M.C. Chen, A. Shibata, D. Terada, N. Tsuji // Metallurgical and Materials Transactions A. -2014. - Vol. 45. - P. 5300-5304.

92. Ghasri-Khouzani, M. Effect of carbon content on the mechanical properties and microstructural evolution of Fe-22Mn-C steels / M. Ghasri-Khouzani, J.R. McDermid // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Vol. 621. - P. 118-127.

93. Kusakin, P. On the effect of chemical composition on yield strength of TWIP steels / P. Kusakin, A. Belyakov, D.A. Molodov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 687. - P. 82-84.

94. Mújica Roncery, L. Welding of twinning-induced plasticity steels / L. Mújica Roncery, S. Weber, W. Theisen // Scripta Materialia. - 2012. - Vol. 66. - P. 997-1001.

95. Kapustka, N. Effect of GMAW Process and Material Conditions on DP 780 and TRIP 780 Welds / N. Kapustka, C. Conrardy, S. Babu, C. Albright. - P. 14.

96. Mujica, L. Microstructure and mechanical properties of laser-welded joints of TWIP and TRIP steels / L. Mujica, S. Weber, H. Pinto, C. Thomy, F. Vollertsen // Materials Science and Engineering: A. - 2010. - Vol. 527. - P. 2071-2078.

97. Rossini, M. Investigation on dissimilar laser welding of advanced high strength steel sheets for the automotive industry / M. Rossini, P.R. Spena, L. Cortese, P. Matteis, D. Firrao // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Vol. 628. - P. 288-296.

98. Russo Spena, P. Hybrid laser arc welding of dissimilar TWIP and DP high strength steel weld / P. Russo Spena, A. Angelastro, G. Casalino // Journal of Manufacturing Processes. - 2019. - Vol. 39. - P. 233-240.

99. Smith, C.B. Friction stir welding in the automotive industry / C.B. Smith, W. Crusan, J.R. Hootman, J.F. Hinrichs, R.J. Heideman, J.S. Noruk. - 2013. - P. 13.

100. Chen, T. Process parameters study on FSW joint of dissimilar metals for aluminum-steel / T. Chen // Journal of Materials Science. - 2009. - Vol. 44. - P. 25732580.

101. Ping, L.L. Friction stir welding automatic effect on building the microstructure and properties of high nickel steel / L.L. Ping, Y.J. Tao. -2017. - P. 239-244.

102. Liu, P. Microstructure and XRD analysis of FSW joints for copper T2/aluminium 5A06 dissimilar materials / P. Liu, Q. Shi, W. Wang, X. Wang, Z. Zhang // Materials Letters. - 2008. - Vol. 62. - P. 4106-4108.

103. Chen, T. Process parameters study on FSW joint of dissimilar metals for aluminum-steel / T. Chen // Journal of Materials Science. - 2009. - Vol. 44. - P. 25732580.

104. Lee, S.-J. Stacking-fault energy, mechanical twinning and strain hardening of Fe-18Mn-0,6C-(0, 1.5)Al twinning-induced plasticity steels during friction stir welding / S.-J. Lee, Y. Sun, H. Fujii // Acta Materialia. - 2018. - Vol. 148. - P. 235-248.

105. Mishra, R.S. Friction stir welding and processing / R.S. Mishra, Z.Y. Ma // Materials Science and Engineering R: Reports. - 2005. - Vol. 50. - P. 1-78P.

106. Zhang, Y.N. Review of tools for friction stir welding and processing / Y.N. Zhang, X. Cao, S. Larose, P. Wanjara // Canadian Metallurgical Quarterly. - 2012. -Vol. 51. - P. 250-261.

107. Razmpoosh, M.H. The grain structure and phase transformations of TWIP steel during friction stir processing / M.H. Razmpoosh, A. Zarei-Hanzaki, S. Heshmati-Manesh, S.M. Fatemi-Varzaneh, A. Marandi // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2015. - Vol. 24. - P. 2826-2835.

108. Miura, T. Stabilization of austenite in low carbon Cr-Mo steel by high speed deformation during friction stir welding / T. Miura, R. Ueji, H. Fujii, H. Komine, J. Yanagimoto // Materials & Design. - 2016. - Vol. 90. - P. 915-921.

109. Fujii, H. High strength and ductility of friction-stir-welded steel joints due to mechanically stabilized metastable austenite / H. Fujii, R. Ueji, Y. Morisada, H. Tanigawa // Scripta Materialia. - 2014. - Vol. 70. - P. 39-42.

110. Lee, S.-J. Stacking-fault energy, mechanical twinning and strain hardening of Fe-18Mn-0,6C-(0, 1.5)Al twinning-induced plasticity steels during friction stir welding / S.-J. Lee, Y. Sun, H. Fujii // Acta Materialia. - 2018. - Vol. 148. - P. 235-248.

111. Razmpoosh, M.H. Effect of the Zener-Hollomon parameter on the microstructure evolution of dual phase TWIP steel subjected to friction stir processing / M.H. Razmpoosh, A. Zarei-Hanzaki, A. Imandoust // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Vol. 638. - P. 15-19.

112. Rintaro, U. Friction stir welding of ultrafine grained TWIP steel / U. Rintaro, F. Hidetoshi, K. Kazutoshi. - 2015. - P. 4.

113. Kim, H.-J. Corrosion behavior and microstructure of stir zone in Fe-30Mn-3Al-3Si twinning-induced plasticity steel after friction stir welding / H.-J. Kim, H. Fujii, S.-J. Lee. - 2020. - P. 15.

114. Barabi, A. The correlation of macrostructure, microstructure, and texture with room temperature mechanical properties of a twinning-induced plasticity automotive steel after friction stir spot welding/processing / A. Barabi, A. Zarei-Hanzaki, H. Abedi, A. Anoushe, J.-H. Cho // Steel Research International. - 2018. - Vol. 89. - P. 1800245.

115. Razmpoosh, M.H. The grain structure and phase transformations of TWIP steel during friction stir processing / M.H. Razmpoosh, A. Zarei-Hanzaki, S. Heshmati-Manesh, S.M. Fatemi-Varzaneh, A. Marandi // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2015. - Vol. 24. - P. 2826-2835.

116. Zhang, B. Effect of strain rate on microstructure of polycrystalline oxygen-free high conductivity copper severely deformed at liquid nitrogen temperature / B. Zhang, V.P.W. Shim // Acta Materialia. - 2010. - Vol. 58. - P. 6810-6827.

117. Shintani, T. Evaluation of the dislocation density and dislocation character in cold rolled Type 304 steel determined by profile analysis of X-ray diffraction / T. Shintani, Y. Murata // Acta Materialia. - 2011. - Vol. 59. - P. 4314-4322.

118. Smallman, R.E. Stacking faults in face-centred cubic metals and alloys / R.E. Smallman, K.H. Westmacott // Philosophical Magazine. - 1957. - Vol. 2. - P. 669-683.

119. Zhao, Y.H. Structure characteristics of nanocrystalline element selenium with different grain sizes / Y.H. Zhao, K. Zhang, K. Lu // Physical Review B. - 1997. - Vol. 56. - P. 14322.

120. Williamson, G. III. Dislocation densities in some annealed and cold-worked metals from measurements on the X-ray debye-scherrer spectrum / G. Williamson, R. Smallman // Philosophical Magazine. - 1956. - Vol. 1. - P. 34-46.

121. Williamson, G. X-ray line broadening from filed aluminium and wolfram / G. Williamson, W. Hall // Acta metallurgica. - 1953. - Vol. 1. - P. 22-31.

122. Hughes, D.A. Microstructure and strength of nickel at large strains / D.A. Hughes, N. Hansen // Acta Materialia. - 2000. - Vol. 48. - P. 2985-3004.

123. Andrievski, R.A. Strength of nanostructures / R.A. Andrievski, A.M. Glezer // Uspekhi Fizicheskih Nauk. - 2009. - Vol. 179. - P. 337.

124. Nes, E. Modelling of work hardening and stress saturation in FCC metals / E. Nes // Progress in Materials Science. - 1997. - Vol. 41. - P. 129-193.

125. Hull, D. / D. Hull, D.J. Bacon // Introduction to Dislocations. - 1984.

126. Pierce, D.T. The influence of stacking fault energy on the microstructural and strain-hardening evolution of Fe-Mn-Al-Si steels during tensile deformation / D.T. Pierce, J.A. Jiménez, J. Bentley, D. Raabe, J.E. Wittig // Acta Materialia. - 2015. -Vol. 100. - P. 178-190.

127. Kim, J.-K. Stacking fault energy and deformation mechanisms in Fe-xMn-0,6C-yAl TWIP steel / J.-K. Kim, B.C. De Cooman // Materials Science and Engineering: A. - 2016. - Vol. 676. - P. 216-231.

128. McQueen, H.J. Constitutive analysis in hot working / H.J. McQueen, N. Ryan // Materials Science and Engineering: A. - 2002. - Vol. 322. - P. 43-63.

129. El Wahabi, M. Hot working of two AISI 304 steels: a comparative study / M. El Wahabi, J.M. Cabrera, J.M. Prado // Materials Science and Engineering: A. - 2003. -Vol. 343. - Hot working of two AISI 304 steels. - P. 116-125.

130. Tikhonova, M. Microstructure and Mechanical Properties of Austenitic Stainless Steels after Dynamic and Post-Dynamic Recrystallization Treatment / M. Tikhonova, R. Kaibyshev, A. Belyakov // Advanced Engineering Materials. - 2018. -Vol. 20.

131. Belyakov, A. Continuous recrystallization in austenitic stainless steel after large strain deformation / A. Belyakov, T. Sakai, H. Miura, R. Kaibyshev, K. Tsuzaki // Acta Materialia. - 2002. - Vol. 50. - P. 1547-1557.

132. Ponge, D. Necklace formation during dynamic recrystallization: Mechanisms and impact on flow behavior / D. Ponge, G. Gottstein // Acta Materialia. - 1998. -Vol. 46. - P. 69-80.

133. Guria, A. Effect of Twinning on Microstructural Evolution During Dynamic Recrystallisation of Hot Deformed As-Cast Austenitic Stainless Steel / A. Guria, G.K. Mandal, P. Hodgson, J.H. Beynon, S.G. Chowdhury // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2015. - Vol. 46. - P. 4423-4428.

134. Belyakov, A. Grain refinement under multiple warm deformation in 304 type austenitic stainless steel / A. Belyakov, T. Sakai, H. Miura, R. Kaibyshev // ISIJ International. - 1999. - Vol. 39. - P. 592-599.

135. Dudova, N. Dynamic recrystallization mechanisms operating in a Ni-20%Cr alloy under hot-to-warm working / N. Dudova, A. Belyakov, T. Sakai, R. Kaibyshev // Acta Materialia. - 2010. - Vol. 58. - P. 3624-3632.

136. Cizek, P. The microstructure evolution and softening processes during high-temperature deformation of a 21Cr-10Ni-3Mo duplex stainless steel / P. Cizek // Acta Materialia. - 2016. - Vol. 106. - P. 129-143.

137. Poliak, E.I. A one-parameter approach to determining the critical conditions for the initiation of dynamic recrystallization / E.I. Poliak, J.J. Jonas // Acta Materialia. -1996. - Vol. 44. - P. 127-136.

138. Liu, Y. xing. Study of dynamic recrystallization in a Ni-based superalloy by experiments and cellular automaton model / Y. xing Liu, Y. Lin, H.-B. Li, D.-X. Wen, C. Xiao-Min, M.-S. Chen. - 2015.

139. Quelennec, X. A new approach to modeling the flow curve of hot deformed austenite / X. Quelennec, N. Bozzolo, J.J. Jonas, R. Loge // ISIJ International. - 2011. -Vol. 51. - P. 945-950.

140. Gao, W. Dynamic recrystallization of copper polycrystals with different purities / W. Gao, A. Belyakov, H. Miura, T. Sakai // Materials Science and Engineering A. - 1999. - Vol. 265. - P. 233-239.

141. Lee, S. Annealing temperature dependence of the tensile behavior of 10 pct mn multi-phase TWIP-TRIP steel / S. Lee, B.C. De Cooman // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2014. - Vol. 45. - P. 6039-6052.

142. Pérez Escobar, D. Effect of the cold rolling reduction on the microstructural characteristics and mechanical behavior of a 0.06%C-17%Mn TRIP/TWIP steel / D. Pérez Escobar, S. Silva Ferreira de Dafé, K. Verbeken, D. Brandao Santos // Steel Research International. - 2016. - Vol. 87. - P. 95-106.

143. Kusakin, P. Advanced Thermomechanical Processing for a High-Mn Austenitic Steel / P. Kusakin, K. Tsuzaki, D.A. Molodov, R. Kaibyshev, A. Belyakov // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2016. - Vol. 47. - P. 5704-5708.

144. Khalesian, A.R. An investigation into the room temperature mechanical properties and microstructural evolution of thermomechanically processed TWIP steel / A.R. Khalesian, A. Zarei-Hanzaki, H.R. Abedi, F. Pilehva // Materials Science and Engineering: A. - 2014. - Vol. 596. - P. 200-206.

145. Hirsch, J. Mechanism of deformation and development of rolling textures in polycrystalline f. c. c. metals. I. Description of Rolling Texture Development in Homogeneous CuZn Alloys / J. Hirsch, K. Lucke // Acta metall. - 1988. - Vol. 36. -P. 2863-2882.

146. Mahajan, S. Critique of mechanisms of formation of deformation, annealing and growth twins: Face-centered cubic metals and alloys / S. Mahajan // Scripta Materialia. - 2013. - P. 5.

147. Mackenzie, J. Second paper on statistics associated with the random disorientation of cubes / J. Mackenzie // Biometrika. - 1958. - Vol. 45. - P. 229-240.

148. Kusakin, P.S. High-Mn twinning-induced plasticity steels: Microstructure and mechanical properties / P.S. Kusakin, R.O. Kaibyshev // Reviews on Advanced Materials Science. - 2016. - Vol. 44. - High-Mn twinning-induced plasticity steels. - P. 326-360.

149. De Cooman, B.C. Twinning-induced plasticity (TWIP) steels / B.C. De Cooman, Y. Estrin, S.K. Kim // Acta Materialia. - 2018. - Vol. 142. - P. 283-362.

150. Sevsek, S. Combined deformation twinning and short-range ordering causes serrated flow in high-manganese steels / S. Sevsek, F. Brasche, C. Haase, W. Bleck // Materials Science and Engineering: A. - 2019. - Vol. 746. - P. 434-442.

151. Hall, E. The deformation and ageing of mild steel: III discussion of results / E. Hall // Proceedings of the Physical Society. Section B. - 1951. - Vol. 64. - P. 747.

152. Petch, N. The cleavage strength of polycrystals / N. Petch // Journal of the Iron and Steel Institute. - 1953. - Vol. 174. - P. 25-28.

153. McQueen, H.J. / H.J. McQueen, J.J. Jonas // Treatise on Materials Science and Technology. - 1975. - P. 393-493.

154. Calcagnotto, M. Orientation gradients and geometrically necessary dislocations in ultrafine grained dual-phase steels studied by 2D and 3D EBSD / M. Calcagnotto, D. Ponge, E. Demir, D. Raabe // Materials Science and Engineering A. -2010. - Vol. 527. - P. 2738-2746.

155. Kusakin, P. Influence of cold forging and annealing on microstructure and mechanical properties of a high-Mn TWIP steel / P. Kusakin, A. Kalinenko, K. Tsuzaki, A. Belyakov, R. Kaibyshev // Kovove Materialy. - 2017. - Vol. 55. - P. 161-167.

156. Yanushkevich, Z. Deformation microstructures and tensile properties of an austenitic stainless steel subjected to multiple warm rolling / Z. Yanushkevich, A. Lugovskaya, A. Belyakov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A. - 2016. - Vol. 667. - P. 279-285.

157. Tikhonova, M. Grain boundary assemblies in dynamically-recrystallized austenitic stainless steel / M. Tikhonova, P. Dolzhenko, R. Kaibyshev, A. Belyakov // Metals. - 2016. - Vol. 6. - P. 268.

158. Yanushkevich, Z. Hall-Petch relationship for austenitic stainless steels processed by large strain warm rolling / Z. Yanushkevich, S.V. Dobatkin, A. Belyakov, R. Kaibyshev // Acta Materialia. - 2017. - Vol. 136. - P. 39-48.

159. Young, C.M. Subgrain formation and subgrain-boundary strengthening in iron-based materials. / C.M. Young, O.D. Sherby // J Iron Steel Inst (Lond). - 1973. -Vol. 211. - P. 640-647.

160. Estrin, Y. A dislocation-based model for all hardening stages in large strain deformation / Y. Estrin, L.S. Toth, A. Molinari, Y. Bréchet // Acta materialia. - 1998. -Vol. 46. - P. 5509-5522.

161. Starink, M.J. Dislocation versus grain boundary strengthening in SPD processed metals: Non-causal relation between grain size and strength of deformed polycrystals / M.J. Starink // Materials Science and Engineering A. - 2017. - Vol. 705. -Dislocation versus grain boundary strengthening in SPD processed metals. - P. 42-45.

162. Colligan, K. Material flow behavior during friction stir welding of aluminum / K. Colligan // Welding Journal-New York-. - 1999. - Vol. 78. - P. 229-237s.

163. Prangnell, P. Grain structure formation during friction stir welding observed by the 'stop action technique' / P. Prangnell, C. Heason // Acta Materialia. - 2005. -Vol. 53. - P. 3179-3192.

164. Mironov, S. Microstructural evolution during friction stir-processing of pure iron / S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa // Acta Materialia. - 2008. - Vol. 56. - P. 26022614.

165. Mironov, S. Structural response of superaustenitic stainless steel to friction stir welding / S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa, H. Inoue, S. Tsuge // Acta Materialia.

- 2011. - Vol. 59. - P. 5472-5481.

166. Mironov, S. Development of grain structure during friction stir welding of pure titanium / S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa // Acta Materialia. - 2009. - Vol. 57.

- p. 4519-4528.

167. Mironov, S. Microstructural evolution of pure copper during friction-stir welding / S. Mironov, K. Inagaki, Y. Sato, H. Kokawa // Philosophical Magazine. - 2015.

- Vol. 95. - P. 367-381.

168. Liu, F.C. In-situ grain structure and texture evolution during friction stir welding of austenite stainless steel / F.C. Liu, T.W. Nelson // Materials & Design. - 2017.

- Vol. 115. - P. 467-478.

169. Cui, H.B. Microstructural evolution and mechanical properties of the stir zone in friction stir processed AISI201 stainless steel / H.B. Cui, G.M. Xie, Z.A. Luo, J. Ma, G.D. Wang, R.D.K. Misra // Materials & Design. - 2016. - Vol. 106. - P. 463-475.

170. Hajian, M. Microstructure and mechanical properties of friction stir processed AISI 316L stainless steel / M. Hajian, A. Abdollah-zadeh, S.S. Rezaei-Nejad, H. Assadi, S.M.M. Hadavi, K. Chung, M. Shokouhimehr // Materials & Design. - 2015. - Vol. 67.

- P. 82-94.

171. Heidarzadeh, A. Microstructure, texture, and mechanical properties of friction stir welded commercial brass alloy / A. Heidarzadeh, T. Saeid, V. Klemm // Materials Characterization. - 2016. - Vol. 119. - P. 84-91.

172. Gwon, H. The effect of vanadium micro-alloying on the microstructure and the tensile behavior of TWIP steel / H. Gwon, J.-K. Kim, S. Shin, L. Cho, B.C. De Cooman // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 696. - P. 416-428.