Використання пластичної деформації для формування структури і комплексу властивостей металів є широко поширеним прийомом.
Аналіз стану питання показує, що одним з перспективних напрямів досліджень є вивчення впливу комбінованої пластичної деформації на формування структури і механічних властивостей металевих матеріалів з метою отримання структур, що забезпечують високий рівень мiцностi і пластичностi. Під комбінованою пластичною деформацією розуміють формозмiнення матеріалу в сложнонапруженому стані під впливом декількох сил або моментів сил.
Метою роботи було порівняння впливу методів равноканального кутового пресування і кутового гiдропресування на структуру і властивості міді.
Схема установок равноканального кутового пресування і кутового гiдропресування зображені на рисунку 1.
Кутове гiдропресування відрізняється тим, що замість пуансона зразок продавлюється водою під високим тиском.
В ході досліджень проводили вимірювання мікротвердості на мiкротвердомiрi ПМТ-3, вивчення мікроструктури зразків, сфотографували мікроструктуру при збiльшеннi 400-х, виміряли розмір зерен за допомогою комп'ютерної програми AxioVision 4.6. Дослідження проводилися на зразках з міді марки М0б. Зразки отримані методом УГП діаметром 19мм і методом РКУП діаметром 22мм. Фото зразку представлене на рисунку 2.
Рисунок 2 – Зразок отриманий методами інтенсивної пластичної деформації
По виміряних значеннях мікротвердості побудували тривимірні графіки представлені на рисунку 3. Мікротвердість на початковому зразку складає 170 Н/мм2.
а – метод РКУП; б – метод УГП;
Рисунок 3 – Розподіл мікротвердості по перетину зразка
З рисунка 3 видно, що в зразку отриманому методом РКУП мікротвердість на краях зразка вище чим в серцевинi. А в зразку отриманому методом УГП мікротвердість зменшується від верху зразка до низу. Пояснити це можна вивчивши мікроструктуру зразка (рисунок 4).
а – мікроструктура зразка отриманого методом УГП
б – мікроструктура зразка отриманого методом РКУП
Рисунок 4 – Мікроструктура зразків отриманих: а – методом УГП; б – методом РКУП;
Розмір зерен в початковому зразку складає 20-30 мкм. На рисунку 5 і 6 представлені дані за розміром зерен зразків.
Рисунок 5 – Зміна розміру зерен в зразку отриманому методом УГП
Рисунок 6 – Зміна розміру зерен в зразку отриманому методом РКУП
З рисунків 4, 5 і 6 видно, що в зразку отриманому методом УГП розмір зерен зменшується зверху вниз. У зразку отриманому методом РКУП зерна в середині зразка більше чим на краях. Це пояснює розподіл мікротвердості по перетину зразка.
З проведених досліджень видно, що при інтенсивній пластичній деформації відбувається подрібнення зерна практично в два рази, що приводить до зростання мікротвердості міді. Проте виявлені відмінності у впливі методу УГП і методу РКУП на структуру і властивості міді. Вони представлені в таблиці 1.
Таблиця 1 – Відмінності за розміром зерен в зразках
З таблиці 1 видно, що всередньому в зразках набуваємо близьких значень розмірів і середньої кількості подрібнених зерен і зерен iз размiром близьким до початкових. Проте в зразку отриманому методом РКУП з'являється велика кількість зерен з розміром 4-6мкм, що може свідчити про інтенсивніший процес деформації. Це вимагає докладного вивчення розподілу напруги в зразках в процесі деформації. При подальших дослідженнях планується вивчення тонкої структури міді після ІПД, вивчення термічної стабільності структури, а також вплив подальшої деформації на структуру і властивості.