Применение методов знакопеременного деформирования и термофиксации для формирования ультрамелкозернистых и нанокристаллических структур металлов и сплавов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕМАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

моделируется р = 1 / с = 1 / епи и для двух подгоночных параметра: концентрация 5^электронами (п) и Еа - энергия активации при фиксированной фононной частоте Юр = 100К. Максимальная интенсивность фо-нонов наблюдается вблизи границы зоны Бриллюэна. Частота акустических фононных мод в точке X является 66 сш-1 в 8ш8 [4] и оптической моды 100 сш-1 в Мп8 [5], что доказывает справедливость величины юр в наших моделированиях. Наилучшее согласие с экспериментальными результатами достигается при п = 0,01, Еа = 186К, 1 = 1нм.

Библиографические ссылки

1. Suryanarayanan R., Smirnov I. A., Brun G., Shul'man S. G., JournaldePhys., 37. 1976. C. 4-271,

2. Kaneko T., Ohashi M., Abe S., Yoshida H. Physica, 86-88B, 224. 1977.

3. Blatt F. J. Physics of electronic conduction in solids. 470. 1968.

4. Prafulla K. Jha, Sankar P. Sanyal, Singh R. K. PINSA. 2002. С. 57-68,

5. Aplesnin S. S., Aldashev I. A., Krylov A. S., Yuziphovich A. A., O. B. Romanova, L. I. Ryabinkina. IV Euro-Asian Symposium "Trend in MAGnetism": Nano-spintronics, 185, EASTMAG, 2010.

© Харьков А. М., Аплеснин С. С., 2011

УДК 629.015

М. М. Хуснуллина Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Самара

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ТЕРМОФИКСАЦИИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Рассматриваются вопросы влияния температурных и деформационных режимов обработки металлов и их сплавов для получения наиболее оптимальных по механическим свойствам мелкодисперсных структур.

Одним из способов получения нанокристалличе-ских материалов является рекристаллизационный отжиг интенсивно деформированных металлических сплавов в холодном состоянии [1].

Холодная пластическая деформация металлов и их сплавов сопровождается упрочнением (наклеп, нагар-товка). Снятие нагартовки при различных степенях предшествующей деформации сопровождается последующим рекристаллизационным отжигом, в результате которого отмечается рост зерна и возврат пластических свойств металла.

Однако исследования, проводимые нами, показывают, что существует альтернативный способ восстановления (возврата) пластических свойств металла, заключающийся в смене знака пластической деформации при следующей обработке на противоположный. Например, сжатие - на растяжение или растяжение на сжатие. В результате происходит разупрочнение (эффект Баушингера) и восстановление пластических свойств металла. Поэтому только знакопеременное деформирование позволяет достичь высоких степеней деформаций, недоступных традиционным методам обработки металлов давлением. При значительной деформации зерна вытягиваются в сторону пластического течения. Образуется волокнистая структура, которая называется текстурой деформации.

При последующем нагреве (0,3-0,3 5)Тпл, она распадается на субзерна размером меньше исходных (до интенсивной пластической деформации (ИПД)). Этот процесс называется стабилизирующей полигонизаци-ей (термофиксация величины зерна). После формирования субзернистой структуры рекристаллизации не происходит, т. е. размер зерна сохраняется при даль-

нейшем нагреве почти до температуры плавления металла. При последующем знакопеременном деформировании также можно получить волокнистую структуру и, нагрев металл до температуры (0,3-0,35)Тпл, получить еще более мелкое зерно, а металл с более уникальными свойствами [2], позволяющими реали-зовывать технологии получения точных заготовок вырезкой или другими способами. Предложена новая технология, заключающаяся в использовании холод-нодеформированного прутока 0 40 мм, который осаживался методом торцевой раскатки до 0 120 мм (степень деформации: относительная е = 89 %, логарифмическая е = 220 %) (рис. 1).

Исходную заготовку (пруток) предварительно подвергли рекристаллизационному отжигу. Металлографические исследования показали, что размер зерна прутка не превышал 0,20 мм по шкале ГОСТ 21073.173. По шкале ГОСТ 21073.1-75 это соответствует 0 или 1 баллу (рис. 2). В результате сочетания ИПД и термофиксации величины зерна был получен балл зерна 1012 (рис. 3), что на 2 балла меньше, если бы пруток не подвергался рекристаллизационному отжигу.

«

Рис. 1. Осадка прутковой заготовки

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Рис. 2. Микроструктура прутковой заготовки после отжига

Рис. 3. Микроструктура точной заготовки после термофиксации зерна

Итак, можно сделать следующие выводы:

1) знакопеременное деформирование позволяют достигать степеней деформаций в несколько раз превышающих возможности традиционных методов ОМД;

2) использование методов знакопеременного деформирования позволяют получить сплавы с ультрамелким (менее 1 мкм) зерном, гомогенным составом и более однородным распределением частиц по всему объему.

Библиографические ссылки

1. Арзамасов Б. Н. Материаловедение. М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.

2. Басалаев Д. Э., Басалаев Э. П., Голышев А. А. Влияние механических свойств металла, подвергнутого холодной пластической деформации на последующие формоизменение // Тула. Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела. 2005. Вып. 2. С. 222-231.

© Хуснуллина М. М., Тлустенко С. Ф., 2011