УКР        ENG               

              Назад на главную страницу                                     Ссылки                                       Библиотека    

Антонова Марина Александровна

Магистерская работа

на тему: "Влияние комбинированной пластической деформации на изменение 

структуры и свойств меди"

    Руководитель: доцент, к. т. н. Лейрих И.В.

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

Актуальность темы: использование новых методов пластической деформации является одним из наиболее перспективных направлений в создании мелкокристаллических материалов с уникальными свойствами. В последнее время становится все более очевидным тот факт, что традиционные формы термодеформационной обработки разработаны настолько полно, что невозможно ожидать значительного изменения соотношения прочность-пластичность получаемых материалов. В то же время все чаще появляются работы по так называемым интенсивным пластическим деформациям, направленные на получение материалов с одновременно высоким уровнем прочности и пластичности.

            В настоящее время достаточно активно развиваются исследования свойств металлов, подвергнутых интенсивной холодной пластической деформации (ИХПД). В качестве способа деформации часто выбирают кручение или комбинированную схему нагружения, заключающуюся в сочетании кручения и сжатия, кручения и прокатки и т.д. Исследования, выполненные на меди и других цветных сплавах, стали различных марок, показывают ряд существенных отличий поведения материала при комбинированном нагружении и при обычной схеме деформации даже с большими степенями ([1-4] и др.). Отмечается формирование специфической микроструктуры, состоящей из зерен, размером менее 1 мкм, свободных от дислокаций и разделенных большеугловыми границами. Явление резкого измельчения зерна связывают с получением высокой плотности дефектов кристаллического строения, развитием динамического возврата и даже начальных стадий динамической рекристаллизации. Показано, что на процесс деформации и последеформационных структурных изменений влияют не только тип решетки (количество систем скольжения) и интенсивность деформации, но так же схема приложения деформирующих нагрузок.

            В частности, для меди установлены заметные различия в поведении при отжиге образцов, деформированных прокаткой и кручением [2]. В образцах, испытавших кручение, изменения свойств начинаются при меньшей температуре нагрева (< 100 ^оС) при сохранении повышенного уровня микротвердости до более высоких температур по сравнению с прокатанными образцами. Авторы обращают внимание на значительное вакансионное пересыщение при ИХПД кручением под давлением, вклад которого в процессы возврата и метадинамической рекристаллизации изучен недостаточно.

Интенсивная холодная деформация влияет на уровень накопленной энергии в каждом зерне. Накопленная энергия существенно зависит от первоначальной ориентировки зерен, приводя к сильному изменению критической температуры рекристаллизации от зерна к зерну [5]. В возникшей дискуссии [6-8] обсуждаются вопросы влияния значительной интенсификации массопереноса при интенсивной холодной пластической деформации на формирование ультрамелкого зерна. Предлагается диффузионный (связанный с генерацией и движением межузельных атомов) и бездиффузионный механизм массопереноса при формировании структуры ИХПД. Предполагается накопление большого количества неравновесных вакансий и их взаимодействие с движущимися дислокациями.

            Цель работы: экспериментально изучить влияние комбинированной пластической деформации ни изменение структуры и свойств меди.

            Методы исследования:

                                                  -проведение деформации меди в условиях интенсивного комбинированного нагружения;

                                                   -изучение распределения микротвердости в продольном и поперечном сечениях;

                                                   -изучение распределения пор в теле образца;

                                                   -изучение поведения электросопротивления после комбинированной деформации;

                                                   -изучение структур после различных деформационных схем нагружения;

                                                   -изучение механических свойств с помощью диаграмм растяжения.

            Методика исследования: на образцах медной проволоки диаметром 2,2 мм исследовали характер распределения деформации в продольном и поперечном направлениях. Проволоку предварительно отжигали при температуре 500С, в течении 2 ч, в воздушной атмосфере. Деформацию осуществляли путем приложения постоянной растягивающей нагрузки одновременно с кручением с изменением направления вращения после определенного числа оборотов.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1.           Накопление интенсивных пластических деформаций в меди при гидроэкструзии с кручением / В.Н.Варюхин, Е.Г.Пашинская, З.А.Самойленко и др. // Металлы. 2001. № 4.– С. 79 – 84.

2.           Фарбер В.М., Селиванова О.В. Исследование процессов возврата и рекристаллизации меди после интенсивной холодной пластической деформации кручением и прокаткой // Металлы. 2003. № 3.– С. 45 – 52.

3.           Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. Влияние структуры железа и стали, созданной при большой пластической деформации, на кинетику превращений при нагреве // Металлы. 2003. № 3.– С. 53 – 61.

4.           Столяров В. В. Структура и физико-механические свойства ультрамелкозернистых металлов и сплавов в метастабильных состояниях. Автореф. … докт. техн. наук Южно - Уральский государственный университет, Челябинск, 2000. - 35 с. 

5.           Mohamed G., Bacroix B. Role of stored energy in static recrystallization of cold rolled copper single and multicrystals // Acta mater. - 2000. – V. 48, № 13. - P. 3295-3302.

6.           Фарбер В.И. Вклад диффузионых процессов в структурообразование при интенсивной холодной пластической деформации металлов // Металловедение и термическая обработка металлов, 2003, № 8.– С. 3– 9.

7.           Скаков Ю.А. Высокоэнергетическая холодная пластическая деформация, диффузия и механохимический синтез // Металловедение и термическая обработка металлов, 2004, № 4.– С. 3– 11.

8.           Штремель М.А. В какую сторону идет диффузия? (письмо в редакцию) // Металловедение и термическая обработка металлов, 2004, № 4.– С. 12– 13.

9.       Лившиц Б.Г. Металлография.- М.: Металлургия, 1990.- 236 с.

10.     Сучков Д.И. Медь и ее сплавы. - М.: Металлургия, 1967.- 248 с.

11.     Новиков И.И., Розин К.М. Кристаллография и дефекты кристаллической решетки.– М.: Металлургия, 1990.-336 с.

12.     Золотаревский В.С. Механические свойства металлов.– М.: МИСИС, 1998.-400 с.

13.     Обработка цветных металлов и сплавов давлением / В.В. Жолобов, К.Н. Богоявленский, М.Е. Зубцов и др.– М.: Металлургия, 1955.- 487с.

14.     Волкевич Т.А., Максимов Л.Ю. Штамповка труднодеформируемых материалов под высоким гидростатическим давлением // Кузнеч.-штамп. пр-во. 1972. №4. С. 9-12.

15.     Бондарев А.А., Ерманюк М.З., Соболев Ю.П. Объемная штамповка порошковых материалов в условиях высокого гидростатического давления // Кузнеч.-штамп. пр-во.1982. №8. С.22-23

16.     Высокие давления в современных технологиях обработки материалов/ Б.И. Береснев, К.И. Езерский, Е.В. Трушин, Б.И. Каменецкий. – М.: Наука, 1988. – 243 с.

17.      Hornmark N., Nilson J.O.H., Mills C.P. //Metal Form. 1970. Vol.37, N 8. P. 227-233.

18.       Горячее гидростатическое выдавливающее устройство и его работоспособность по обработке: Докл. и техн. беседа в Москве 23 марта 1976 г. Япония, Кобэ Стил лимитед, 1976. 58 с.

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

20.      Александров И.В., Дубравина А.А. Формирование наноструктурного состояния в меди методом интенсивной пластической деформации кручением // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2001, № 12. – С. 366-371.

21.      R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov. Bulk Nanostructured Materials From Severe Plastic Deformation, Progress in Materials Science. –2000. –Vol.45. –P.103.

22.      R.Z. Valiev, Yu.V. Ivanisenko, E.F. Rauch, B. Baudelet, Acta Metall. Mater. –1996. –V. 44. – P. 4705.

23.     Александров И.В. Особенности структуры наноматериалов, полученных методом интенсивной пластической деформации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 15. – С. 315-320.

24.       Тюменцев А.Н., Пинжин Ю.П. Микроструктура ультрамелкозернистой меди, полученной интенсивной пластической деформацией кручением под давлением // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000.№ 7. – С. 337-341.

25.     Пышминцев И.Ю. Механические свойства металлов с субмикрокристаллической структурой // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000.№ 11. – С. 37-41.

26.      Valiev R.Z. Strukture and mechanical properties of ultra-fine grained metals// Material Science and Engineering. 1997. №A234-237. P.59-66.

27.      Носкова Н.И. Структура, прочность и пластичность аморфных и нанокристаллических материалов // ФММ.1998.Т.86. №2. С.179-190.

28.      Носкова Н.И., Корзников А.В., Идрисова С.Р. Структура, твердость и особенности разрушения наноструктурных материалов // Физика металлов и металловедение. 2000. Т. 89. № 4. – С. 103-110.

29.       Носкова Н.И., Павлов В.А. Дефекты упаковки в ГЦК-металлах и сплавах // ФММ. 1965. Т. 20.Вып.3. С. 428-432.

30.      Рыбин В.В. Сильные пластические деформации. М.: Металлургия, 1987. 260с.

31.    Noskova N., Andrievski R., Ivanov V. The Deformation and Peculiarities of the Destruction of Nanophase Materials // J. Metastable and Nanocrystalline Materials. 1999. V. 307. P. 211-216.