1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 12, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 12, стр. 1279-1287

Динамические свойства низколегированных сплавов меди с субмикрокристаллической структурой, полученной высокоскоростной деформацией

Д. Н. Абдуллина a, *, И. В. Хомская a, С. В. Разоренов b, Е. В. Шорохов c

a Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
620108 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18, Россия

b Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН
142432 Московская область, Черноголовка, пр. Семенова, 1, Россия

c Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт имени академика Е.И. Забабахина
456770 Челябинская область, Снежинск, ул. Васильева, 13, Россия

* E-mail: abdullina@imp.uran.ru

Поступила в редакцию 21.12.2022
После доработки 18.08.2023
Принята к публикации 03.09.2023

Аннотация

Исследованы механические свойства сплавов Cu–0.03 мас. % Zr и Cu–0.10 мас. % Cr с субмикрокристаллической структурой, сформированной при динамическом канально-угловом прессовании и последующих отжигах. Свойства сплавов изучены в условиях ударного сжатия с давлением 4.7–7.0 ГПа и скоростью деформации (1.3–3.2) × 105 с–1. Показано, что измельчение зерна от 200–400 до 0.3–1.0 мкм увеличивает динамический предел упругости и динамический предел текучести сплава Cu–0.03% Zr в 1.9 и 1.8 раза соответственно, но уменьшает в 1.4 раза откольную прочность. Последующие отжиги при 400 и 450°C позволяют увеличить характеристики упругопластического перехода соответственно в 3.0 и 3.7 раза и повысить откольную прочность до уровня крупнокристаллического аналога. Определено, что диспергирование структуры сплава Cu–0.10% Cr до 1.0–5.0 мкм увеличивает не только динамический предел упругости и динамический предел текучести в 3.7 и 2.6 раза соответственно, и откольную прочность в 1.5 раза, по сравнению с ее значением в крупнокристаллическом состоянии.

Ключевые слова: сплавы меди, субмикрокристаллическая структура, высокоскоростная деформация, ударное сжатие, динамический предел упругости, откольная прочность

Список литературы

  1. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура, свойства. М.: ИКЦ Академкнига, 2007. 398 с.

  2. Глезер А.М., Громов В.Е. Наноматериалы, созданные путем экстремальных воздействий. Новокузнецк: Интер−Кузбасс, 2010. 171 с.

  3. Dobatkin S.V., Shangina D.V., Bochvar N.R., Janeček M. Effect of deformation schedules and initial states on structure and properties of Cu–0.18% Zr alloy after high-pressure torsion and heating // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 598. P. 288–292.

  4. Дегтярев М.В., Чащухина Т.И., Романова М.Ю., Воронова Л.М. О связи структуры меди с температурно-скоростными параметрами деформации сдвигом под давлением // ДАН. 2004. Т. 397. № 2. С. 193−197.

  5. Бpодова И.Г., Зельдович В.И., Хомская И.В. Фазово-структурные превращения и свойства цветных сплавов при экстремальных воздействиях // ФММ. 2020. Т. 121. № 7. С. 696–730.

  6. Канель Г.И., Разоренов С.В., Фортов В.Е. Субмикросекундная прочность материалов. // Изв. РАН. МТТ. 2005. № 4. С. 86–111.

  7. Гаркушин Г.В., Игнатова О.Н., Канель Г.И., Мейер Л., Разоренов С.В. Субмикросекундная прочность ультрамелкозернистых материалов. Изв. РАН. МТТ. 2010. № 4. С. 155−163.

  8. Гаркушин Г.В., Иванчихина Г.Е., Игнатова О.Н., Каганова И.И., Малышев А.Н., Подурец А.М., Раевский В.А., Разоренов С.В., Скоков В.И., Тюпанова О.А. Механические свойства меди М1 до и после ударного сжатия в широком диапазоне длительности нагрузки // ФММ. 2011. Т. 111. № 2. С. 203−212.

  9. Разоренов С.В., Гаркушин Г.Н. Упрочнение металлов и сплавов при ударном сжатии // ЖТФ. 2015. Т. 85. № 7. С. 77−82.

  10. Шорохов Е.В., Жгилев И.Н., Валиев Р.З. Способ динамической обработки материалов. Пат. 2283717 Российская Федерация, МПК51 B 21 J 5/04, B 21 C 23/18, C 21 D 7/02. Опубл. 27.04.06. Бюл. № 26. 64 с.

  11. Brodova I.G., Shorokhov E.V., Petrova A.N., Shirinkina I.G., Minaev I.V., Zhgilev I.N., Abramov A.V. Fragmentation of the structure in Al-based alloys upon high speed effect // Rev. on Adv. Mater. Sci. 2010. V. 25. P. 128–135.

  12. Хомская И.В., Шорохов Е.В., Зельдович В.И., Хейфец А.Э., Фролова Н.Ю. Структура и свойства субмикрокристаллической и нанокристаллической меди, полученной методом канально-углового прессования // Металлы. 2012. № 6. С. 56–62.

  13. Попов В.В., Столбовский А.В., Попова Е.Н., Фалахутдинов Р.М., Шорохов Е.В. Эволюция структуры оловянистой бронзы при динамическом канально-угловом прессовании // ФММ. 2017. Т. 118. № 9. С. 909–916.

  14. Хомская И.В., Зельдович В.И., Шорохов Е.В., Фролова Н.Ю., Хейфец А.Э., Дякина В.П. Влияние высокоскоростной деформации на структуру, свойства и термическую стабильность меди, легированной хромом и цирконием // Деформация и разрушение материалов. 2017. № 4. С. 22–29.

  15. Khomskaya I.V., Zel’dovich V.I., Frolova N.Yu., Kheifets A.E., Shorokhov E.V., Abdullina D.N. Effect of high-speed dynamic channel angular pressing and aging on the microstructure and properties of Cu–Cr–Zr alloys // IOP Conference Series: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 447. P. 12007–12012.

  16. Khomskaya I.V., Zel’dovich V.I., Frolova N.Yu., Abdullina D.N., Kheifets A.E. Investigation of Cu5Zr particles precipitation in Cu–Zr and Cu–Cr–Zr alloys subjected to quenching and high strain rate deformation // Letters Mater. 2019. V. 9. № 4. P. 400–404.

  17. Бродова И.Г., Петрова А.Н., Разоренов С.В., Шорохов Е.В. Сопротивление высоко-скоростному деформированию и разрушению субмикрокристаллических алюминиевых сплавов после динамического канально-углового прессования // ФММ. 2015. Т. 116. № 5. С. 548–556.

  18. Brodova I.G., Petrova A.N. Dynamic properties of submicrocrystalline aluminum alloys // Phys. Met. Metallogr. 2018. V. 119. P. 1342–1345.

  19. Петрова А.Н., Бродова И.Г., Разоренов С.В., Шорохов Е.В., Акопян Т.К. Механические свойства Al–Zn–Mg–Fe–Ni сплава эвтектического типа при разных скоростях деформации // ФММ. 2019. Т. 120. № 12. С. 1322–1328.

  20. Хомская И.В., Разоренов С.В., Гаркушин Г.В., Шорохов Е.В., Абдуллина Д.Н. Динамическая прочность субмикрокристаллической и нанокристаллической меди, полученной высокоскоростной деформацией // ФММ. 2020. Т. 121. № 4. С. 435–442.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал