Открытый доступ
Доступ для подписчиков
Механические свойства ультрамелкозернистой алюминиевой бронзы при высоких скоростях деформации
Аннотация
Исследованы структура и механические свойства алюминиевой бронзы БрАЖНМц 9-4-4-1, полученной интенсивной пластической деформацией методом равноканального углового прессования (РКУП). Проведены механические испытания на растяжение на разрезном стержне Гопкинсона при скоростях деформации ~ 103 с – 1 образцов с исходной (крупнозернистой) и ультрамелкозернистой структурами. Показано, что средний размер зерен твердого раствора после РКУП уменьшился до 1 – 2 мкм, т.е. на порядок по сравнению с исходным. Установлено, что измельчение структуры алюминиевой бронзы приводит к увеличению динамического предела текучести, снижению пластических свойств и модуля Юнга.
Ключевые слова
Литература
Колобов Ю. Р., Колобова А. Ю. Закономерности изменений структурно-фазового состояния металлов и сплавов при интенсивных внешних воздействиях // Наноструктурные материалы: технологии, свойства, применение: Сборник под ред. П. А. Витязь. Минск: Беларуская навука, 2017. С. 50 – 73.
Рааб Г. И. К вопросу промышленного получения объемных ультрамелкозернистых материалов // Физика и техника высоких давлений. 2004. Т. 14, № 4. С. 83 – 89.
Маркушев М. В. К вопросу об эффективности некоторых методов интенсивной пластической деформации, предназначенных для получения объемных наноструктурных материалов // Письма о материалах. 2011. Т. 1, № 1. С. 36 – 42.
Клевцов Г. В., Бобрук Е. В., Семенова И. П. и др. Прочность и механизмы разрушения объемных наноструктурированных металлических материалов. Уфа: РИК УГАТУ, 2016. 239 с.
Петрова А. Н., Бродова И. Г., Шорохов Е. В. Измельчение структуры Al – Mg – Mn сплава методом динамического канально-углового прессования // Перспективные материалы. 2015. № 12. С. 72 – 78.
Клевцов Г. В., Ганеев А. В., Семенова И. П., Валиев Р. З. Особенности ударного разрушения ультрамелкозернистых материалов, полученных при интенсивной пластической деформации // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2013. № 4-1. С. 182 – 189.
Гаркушин Г. В., Игнатова О. Н., Канель Г. И. и др. Субмикросекундная прочность ультрамелкозернистых материалов // Известия РАН. МТТ. 2010. № 4. С. 155 – 163.
Khomskaya I. V., Razorenov S. V., Garkushin G. V. et al. Dynamic strength of submicrocrystalline and nanocrystalline copper obtained by high-strain-rate deformation // Phys. Met. Metallogr. 2020. V. 121, No. 4. P. 391 – 397. DOI: 10.1134/ S0031918X20040067
Перевезенцев В. Н., Щербань М. Ю., Брагов А. М., Карнавская Т. Г. Исследование закономерностей пластического течения субмикро- и нанокристаллических алюминиевых сплавов при динамических режимах нагружения // Перспективные материалы. 2011. № 12. С. 196 – 200.
Карнавская Т. Г., Автократова Е. В., Брагов А. М. и др. Особенности механического поведения алюминиевого сплава 01570С с бимодальной структурой в условиях динамического нагружения // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38, № 13. С. 49 – 56.
Дун Ю., Александров И. В., Ванг Дж. Т. Высокоскоростное деформационное поведение ультрамелкозернистой меди // Вестник УГАТУ. 2012. Т. 16, № 1(46). С. 98 – 105.
Vinogradov A., Patlan V., Suzuki Y. et al. Structure and properties of ultra-fine grain Cu – Cr – Zr alloy produced by equal-channel angular pressing // Acta Mater. 2002. V. 50, Is. 7. P. 1639 – 1651. DOI: 10.1016/S1359-6454(01)00437-2
Zhang P., An X. H., Zhang Z. J. et al. Optimizing strength and ductility of Cu – Zn alloys through severe plastic deformation // Scr. Mater. 2012. V. 67, Is. 11. P. 871 – 874. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2012.07.040
Qu S., An X. H., Yang H. J. et al. Microstructural evolution and mechanical properties of Cu – Al alloys subjected to equal channel angular pressing // Acta Mater. 2009. V. 57, Is. 5. P. 1586 – 1601. DOI: 10.1016/j.actamat.2008.12.002
An X., Lin Q., Qu S. et al. Influence of stacking-fault energy on the accommodation of severe shear strain in Cu – Al alloys during equal-channel angular pressing // J. Mater. Res. 2009. V. 24. P. 3636 – 3646. DOI: 10.1557/jmr.2009.0426
Смаковский М. С. Микроструктурные особенности роликового раскатывания внутренней поверхности элементов судовой арматуры из алюминиевой бронзы // Станкоинструмент. 2022. № 4(029). С. 56 – 60. DOI: 10.22184/ 2499-9407.2022.29.4.56.60
Смаковский М. С. Упрочнение рабочих поверхностей бронзовых деталей наплавкой сплавом Inconel 625 с боридами // Сварочное производство. 2022. № 7. С. 42 – 46.
Bragov A. M., Konstantinov A. Y., Lomunov A. K. et al. Features of dynamic deformation and failure of aluminum bronze processed by laser surface treatment // Journal of Dynamic Behavior of Materials. 2022. V. 8, No. 1. P. 122 – 136. DOI: 10.1007/s40870-021-00326-3
Zeldovich V. I., Dobatkin S. V., Frolova N. Y. et al. Mechanical properties and the structure of chromium-zirconium bronze after dynamic channel-angular pressing and subsequent aging // Phys. Met. Metallogr. 2016. V. 117, Is. 1. P. 74 – 82. DOI: 10.1134/S0031918X16010129
Бережной В. Л. Технологический анализ равноканального углового прессования заготовок // Технология легких сплавов. 2007. № 1. С. 109 – 117.
Bragov A. M., Lomunov A. K. Use of the Kolsky bar method for studying high-rate deformation processes in materials of various physical natures. ArXiv 2008.08151 Cornell University, 2020. 149 p. DOI: 10.48550/arXiv.2008.08151
Смаковский М. С., Брагов А. М., Константинов А. Ю. и др. Влияние термообработки на динамические свойства безоловянной бронзы. мультифрактальная параметризация структур разрушенных образцов // Проблемы прочности и пластичности. 2022. Т. 84, № 1. С. 119 – 129. DOI: 10.32326/1814-9146-2022-84-1-119-129
Atroshenko S. A., Smakovsky M. S., Savenkov G. G. Kinetics of the microstructure of targets from FCC alloys under high-strain-rate deformation // Mater. Phys. Mech. 2022. V. 50, Is. 2. P. 331 – 341. DOI: 10.18149/MPM.5022022 12
Meyers M. A., Mishra A., Benson D. J. Mechanical properties of nanocrystalline materials // Prog. Mater. Sci. 2006. V. 51, Is. 4. P. 427 – 556. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2005.08.003
Валиев Р. З., Александров И. В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства. М.: Академкнига, 2007. 397 с.
Кардашев Б. К., Сапожников К. В., Бетехтин В. И. и др. Внутреннее трение, модуль Юнга и электросопротивление субмикрокристаллического титана // ФТТ. 2017. Т. 59, № 12. С. 2358 – 2362. DOI: 10.21883/FTT.2017.12. 45231.131
Шермергор Т. Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с.
An X. H., Han W. Z., Huang C. X. et al. High strength and utilizable ductility of bulk ultrafine-grained Cu – Al alloys // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92, Is. 20. P. 201915. DOI: 10.1063/1.2936306
Evstifeev A. D., Valiev R. Z. Study of the dynamic strength of the ultrafine-grained titanium VT1-0 // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 672. 012063. DOI: 10.1088/1757-899X/ 672/1/012063
Bragov A. M., Gray III G. T., Kozlov E. A. et al. High strain rate of Armco-iron and 30CGSA steel: The influence of temperature, strain history and shock loading in the region of the – transition // Proc. Fifth Int. Symp. on High Dynamic Pressures. 2003. V. 1. P. 297 – 309.
Качанов Л. М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. 420 с.
Трефилов В. И., Моисеев В. Ф., Печковский Э. П. и др. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. Киев: Наукова думка, 1989. 255 с.
Чембарисова Р. Г., Dong Y., Александров И. В. Механизмы высокоскоростной деформации поликристаллической меди // ФТТ. 2017. Т. 59, № 5. С. 898 – 906. DOI: 10.21883/ FTT.2017.05.44378.333
Попов Л. Е., Старенченко В. А., Колупаева С. Н. Неустойчивости пластической деформации кристаллов и формирование дислокационных дефектных структур // Математическое моделирование систем и процессов. 1995. № 3. С. 77 – 87.
Малыгин Г. А. Пластичность и прочность микро- и нанокристаллических материалов // ФТТ. 2007. Т. 49, № 6. С. 961 – 982.
DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.12.42-49
© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025