Thus, the technological operation of alloying of an object with the non-

equilibrium concentration of vacancies by the method of vacancy hardening can be 
performed in 2 variants, differing from each other both in the initial structural state of 
the object, and the sub-operations in the mentioned above technological operation. In 
addition, the technological parameters such as heating temperature and cooling rate 
also differ. 

In the first variant, the treated object has a structural state characteristic of hot-

worked low-carbon steel, heating temperature of 900-950 

0

С and higher. Cooling rates 

from 10

2 

dps and higher; the structural state of the steel changes due to the increase in 

the non-equilibrium concentration of vacancies, it affects the mechanism of the 
subsequent active cold deformation, and the forming dislocation substructure. 

In the second variant, the treated object undergoes intense cold deformation prior 

to heating, and its structural state is characterized by an increased density of 
dislocations. The temperatures of heating for quenching are much lower than in the 
first variant: for example, for steel – 600-650 

0

С and lower; cooling rate under 10

2 

dps. 

The structural state changes both at the level of the microstructure (grain refinement), 
and at the level of the crystal structure defects due to an increase in the non-equilibrium 
concentration of vacancies. Such structural state affects the mechanism of the 
subsequent active cold deformation and the forming dislocation substructure not only 
due to the non-equilibrium concentration of vacancies, but also due to the substantial 
reduction in the grain size.  

Common to these analyzed variants is the need for the high-speed heating and 

cooling, as well as the ordering of values of the time interval between the end of cooling 
and the start of the active cold deformation. 

2. The second method of the object alloying with the non-equilibrium 

concentration of vacancies consists in performing a deformation action by cyclic 
deformation based on an increase in the values of the non-equilibrium concentration of 
vacancies due to the peculiar properties of the dislocation mechanism of the cyclic 
deformation. It is possible to use both methods in one technological flow, depending 
on the structural state of the object, its technological form (billet or product) and the 
expected effect. 

The technological parameters of the used types of cyclic deformation are: loading 

scheme, amplitude, frequency and number of cycles. The important feature is the time 
tie between the technological operation of the active cold deformation and the 
technological operation of alloying with the non-equilibrium concentration of 
vacancies. This project provides the following options for the above-mentioned tie: 

A. The technological operation of alloying with the non-equilibrium 

concentration of vacancies is preceded by the technological operation – active cold 
deformation, realized with the use of the technological operation of alloying with the 

- 1690 -