Магистерская работа

 тема

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

Общая характеристика работы

    Данная работа посвящена изучению влияния комбинированной деформации на структуру и свойства материалов.

   В последние годы является актуальным создание материалов с субмикрокристаллической структурой, так называемых, наноструктурных материалов. Эти материалы обладают уникальной структурой и свойствами, в них  изменяются фундаментальные, в том числе  структурно нечувствительные и структурно чувствительные  характеристики. Этот факт открывает перспективы улучшения существующих и создания принципиально новых материалов, многие из которых имеют непосредственный практический интерес.

    К настоящему времени разработано несколько методов получения таких материалов. Одним из ведущих является метод интенсивных пластических деформаций(ИПД), задачей которого является формирование наноструктур в массивных металлических образцах и заготовках путем измельчения их микроструктуры до наноразмеров. Особенностью таких материалов является наличие ультрамелкозернистой структуры зеренного типа, содержащей преимущественно большеугловые границы зерен .

    Достичь очень больших деформаций при относительно низких температурах можно в условиях высоких приложенных давлений. Одной из схем деформирования, которая реализует указанные принципы, является интенсивное кручение под высоким давлением- винтовая гидроэкструзия (ВГЭ), разработанная в Донецком Физико-техническом институте им. Галкина НАН Украины. В результате деформирования в материале возникает сложнонапряженное состояние, которое позволяет  измельчить структуру до наноразмеров зерен без разрушения образца. 

    Напряженное состояние, полученное в материале с помощью ВГЭ, можно реализовать путем комбинированной деформации растяжением с кручением. В этом случае в материале сохраняется схема сложного нагружения, включающая принципы формирования структуры в винтовой матрице. Представляет интерес эволюция структуры и свойств материала на разных этапах деформирования, позволяющая судить о закономерностях поведения материала при ВГЭ.

     Особенно эффективным является сочетание классических технологий и применение ВГЭ. Поэтому для проявления особенностей сформированной структуры, полученной при ВГЭ, выполнено комбинированное многопереходное деформирование, включающее ВГЭ и прокатку. 

     Исследования проводились на медных образцах; медь является пластичным и наиболее исследованным материалом, что делает его привлекательным в качестве модельного материала при апробировании новых методов. 

      С помощью ряда поставленных опытов установлено, что комбинация "ВГЭ+ прокатка" является более результативной, чем сочетание "прокатка+ ВГЭ"( в первом случае сильнее измельчается структура, увеличиваются прочностные характеристики). Особая дефектная структура границ и внутризеренных объемов, обеспечивающая получение уникальной субструктуры, формируется при проведении ВГЭ на материале, свободном от напряжений. В этом случае интенсивность деформационного упрочнения наибольшая. Предварительно прокатанные образцы после ВГЭ имели меньший эффект упрочнения и измельчения структуры. Контроль осуществлялся методами измерения твердости, плотности, дюрометрии; микроструктура исследовалась по фотографиям и с помощью просвечивающей электронной микроскопии на фольгах и углеродистых репликах; количественная металлография выполнялась в программе "Statistika 5.5". Более подробно данные исследования описаны в статье "Эволюция микроструктуры и свойств меди при многопереходной деформации путем винтового прессования и прокатки".

    Дальнейшие исследования будут посвящены изучению влияния комбинированной пластической деформации на структуру и свойства сплавов цветных металлов с целью разработки рациональных режимов деформирования.

1. Валиев Р.З., Александров И.В. Конструкторные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. - М.:Логос, 2000. - 272 с.:ил

2. Алюминий. Перевод с английского. м.: металлургия, 1972. - 664с

3. Жалобов В.В., Богоявшинский К.Н., Зубцов М.Е., Ландихов А.Д. Обработка цветных металлов и сплавов давлением. - м.: Научно - техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1955. - 487 с.

4. Добаткин С.В. Получение наноразмерной структуры в ходе деформации аллюминиевых сплавов.

5. Валиев р.З., Исламгалиев Р.К. Структура и механическое поведение ультромелкозернистых металлов и сплавов подвергнутых интенсивной пластической деформации. Журнал "Физика металлов и металловедение 1998" том 85

6.Пышлинцев М.Ю. Механические свойства металлов с сублипрокристалической структурой структурой. Журнал "Металловедение и термическая обработка металлов" №11 2000 г.

7.Гусев А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях.

8. Варюхин В.Н., Пашинская Е.Г., Добаткин С.В. и др. Влияние винтовой гидроэкструзии и прокатки на изменение субмикроструктуры меди. Журнал "Физика и техника высоких давлений" 2002г., том 12 №4

9. Андреевский Г.А., Гледер А.М. Эффекты в нанокристаллических материалах . Журнал "Физика металлов и металловедение" 1999,том 88, №1 с 50-73

10. Ахмадиев Н.А., Валиев Г.З., Копылов В.И, Мулюков Г.Г. Формирование субмикрозернистой структуры в меди и никеле с использованием интенсивного деформирования" Журнал ""Металлы" №5, 1992 г.

11. Носкова Н.И., Волкова Е.Г. Исследование деформации методом "INSITU" нанокристаллической меди. Журнал "Физика металлов и металловедение", 2001 г., том 91, №6 с.100-107

12. Неклюдов И.М., Воеводин В.Н., Шевченко С.В. и др. Изменение структуры и свойств деформированной чистой и микролигированной иттрии меди при отжиге. Журнал "Металлы", 1998 г., №3

13. Носкова Н.И.,Корзников А.В., Идрисова С.Г. Структура, твердость и особенности разрушения наноструктурных материаллов. Журнал "Физика металлов и металловедение", 2000 г. том 89 №4, с. 103-110

14. Пышлинцев Н.Ю., Валиев Г.З., Александров И.В. и др. Особенности механического поведения меди с субмикрокристаллической структурой. Журнал "Физика металлов и металловедение", 2001 г., том 92, №1, с. 99-106

15. Варюхин В.Н. , Пашинская Е.Г. , Самойленко З.А. , Пашинский В.В., Бейгельзимер Я.Е. Накопление интенсивных пластических деформаций в меди при гидроэкструзии с кручением. Журнал "Металлы", № 3, 2001. С. 79-83

16.Варюхин В.Н. , Пашинская Е.Г. , Домарева А.С. , Сынков В.Г., Сынков С.Г. Применение гидроэкструзии с кручением для получения массивных металлических образцов с субмикроскопической структурой. Журнал "ФТВД", том 12, № 1. С.29-41

17.Pashinskaya H., Synkov S., Bevgelzimer Y., Orlov D., Ryeshetov A., Mityev A. Obtaining of ultra fine grained the combination twist extrusion and convention metal forming process. "International Conference on Nan material by sever plastic deformation", Vienna, Austria, 9-13, 2002