О деформационной анизотропии алюминиевых сплавов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 539.3

О ДЕФОРМАЦИОННОЙ АНИЗОТРОПИИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

© Ш.Т. Пазылов, Н.А. Оморов, Я.И. Рудаев

Кыргызско-Российский Славянский университет, г. Бишкек, Кыргызстан, e-mail: rudaev36@mail.ru

Ключевые слова: деформационная анизотропия; динамическая сверхпластичность; структурное состояние; текстура. Изучаются изменения исходной анизотропии деформационных свойств листового алюминиевого сплава 1561 в зависимости от режимов высокотемпературной деформации в широких скоростных интервалах.

Рассматривается экспериментальная задача оценки влияния термомеханических режимов на закономерности изменения анизотропии при изучении высокотемпературного деформирования (593...773 К) алюминиевого сплава 1561 в широком скоростном диапазоне, включая интервалы сверхпластичности. Опыты ставились на круглых образцах гагаринского типа, изготовленных из прокатанного по серийной технологии листа толщиной 110-2 м, причем заготовки нарезались вдоль прокатки.

В процессе проведения опытов было замечено, что первоначально круглые образцы (рис. 1а) принимали эллиплообразную форму (рис. 16) с существенным отличием большой д и малой Я' осей. Причиной полученной таким образом анизотропии является сильно ориентированная текстура исходного листа, сформировавшаяся при многоступенчатой прокатке. В опытах установлена сильная зависимость степени анизотропности от термомеханических условий деформирования, которые включают и режимы сверхпластичности [1]. В [2] отмечается, что обработка алюминиевого сплава АК6 в режимах сверхпластичности снижает анизотропию. Последнее объясняется устранением металлографической и различием кристаллографической структур, которые реализуются при сверхпластической деформации.

Приведем результаты исследования анизотропии при пластической деформации сплава 1561 в зависимости от термических и кинематических параметров процесса. В качестве показателя степени анизотропности

принимается отношение поперечных деформаций у = є"/є', где є', є" - соответственно деформации в направлениях большой и малой осей эллиптического сечения (рис. 16). При этом є' = (<і0 - ¿')/30 и є" = = (<!0 - ап)Ша, причем <10 - исходный диаметр рабочей части образца (рис. 16). Закономерности влияния степеней деформации на величину отношения щ = е"/е' изучались при четырёх значениях є' = 0,3056; 0,4375; 0,5556; 0,6597.

На рис. 2 представлены экспериментальные зависимости у ~ є' при температуре 693 К при различных скоростях перемещения захватов испытательной машины ип (п - индекс скорости на коробке передач). Из графика на рис. 2 видно, что с увеличением деформации є' показатель у снижается. При этом можно отметить тенденцию к сближению кривых у - є' с возрастанием деформации, а минимальные значения у соответствуют низким скоростям деформирования.

На рис. 3 приведены данные о влиянии скорости деформирования на величину параметра у в форме изотерм у - 1пи при степенях деформации 0,3056 (рис. 3а) и 0,6597 (рис. 36). Из представленных на рис. 3 графических зависимостей обратим внимание на диапазон температур 743.. .783 К, в котором реализуется эффект сверхпластичности сплава 1561 [3]. В указанный диапазон попадают изотермы 4 и 5. Отметим, что кривая 4 на рис. 3а и кривая 5 на рис. 36 имеют близкий к горизонтальному характер при всех скоростях деформирования.

а)

б)

Рис. 1. Схема деформирования рабочей части растягиваемого образца - а), и изменение его поперечного сечения в процессе деформации - б)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

«Деформация»

Рис. 2. Изменение показателя анизотропности (у ) от степени поперечной деформации (8' ) при температуре 693 К и скоростях деформирования: 1 - из = 0,36* 10-3 м/с-1; 2 - и4 = = 0,15* 10-3 м/с-1; 3 - и5 = 0,056* 10-3 м/с-1; 4 - и = = 0,023*10-3 м/с-1

-4-3,5 -3 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5

Рис. 3. Зависимости показателя анизотропности от скоростей деформирования (у — 1пи) при степенях деформации 8 = = 0,3056 - а) и 8 = 0,6591 - 6). Кривые 1...5 соответствуют температурным режимам: 1 - 653 К; 2 - 693 К; 3 - 733 К;

4 - 753 К; 5 - 773 К

Рассмотрим теперь полученную опытным путём зависимость показателя у от температуры при тех же величинах деформаций 0,3056 (рис. 4а) и 0,6597 (рис. 46). Можно заметить существенное влияние на показатель у скорости деформирования. Действительно, наибольшим показателям у соответствуют низкие скорости (^6), а при повышении скорости (^3, ^4) указанные показатели снижаются. Из графиков на рис. 4 хорошо видно, что на границах исследованного температурного диапазона расхождение между величинами у минимально. В то же время увеличение поперечной деформации 8' приводит к практической независимости показателя анизотропности от скорости деформирования.

В заключение отметим, что сверхпластическая деформация промышленных алюминиевых сплавов реали-

1 523 573 623 673 723 773 823

«Температура»

Рис. 4. Изменение показателя анизотропности от температуры (у — Т) при скоростях деформирования: 1- U3 = 0,36-10'3 м/с-1; 2 - U4 = 0,15* 10-3 м/с-1; 3 - U5 = 0,15*10-3 м/с-1; 4 - U6 = = 0,023*10-3 м/с-1; 5 - и = 0,008 10-3 м/с-1

зуется в условиях динамической рекристаллизации [3, 4]. В процессе такого структурного фазового перехода происходит формирование равноосной ультрамелко-зернистой структуры, чем создается предпосылка для реализации механизма зернограничного проскальзывания со сменой соседей зерен, характерного для сверхпластичности. Можно предположить, что указанное структурное обстоятельство приводит к существенному снижению показателя анизотропности в режимах сверхпластичности сравнительно с другими температурно-скоростными условиями деформирования. При этом естественно считать, что именно образовавшаяся мелкозернистая структура стимулировала близкую к изотропной деформацию (у = 1,2).

ЛИТЕРАТУРА

1. Пазылов Ш.Т. Влияние термомеханических режимов на деформационную анизотропию сплава 1561 // Материалы IV научной конференции КРСУ. Бишкек, 1997. 55 с.

2. Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Металлургия, 1984. 264 с.

3. Рудской А.И., Рудаев Я.И. Механика динамической сверхпластичности алюминиевых сплавов. СПб.: Наука, 2009. 217 с.

4. Вайнблат Ю.М., Шармагин Н.А. Динамическая рекристаллизация алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 1984. № 2. С. 67-70.

Поступила в редакцию 15 апреля 2010 г.

Pazylov Sh.T., Omorov N.A., Rudaev Ya.I. About deforma-tional anisotropies of aluminum alloys.

It is studied change of initial anisotropy deformational characteristics of the sheet aluminum alloy 1561 depending on regimes high temperature of deformation in broad intervals of strain rates.

Key words: deformational anisotropy; dynamic superplaticity; structured condition; texture.