Кинетика изменения механических свойств образцов медного сплава Cu-0.5Cr и титана марки Grade 4 при знакопеременном изгибе

Г.И. Рааб, Р.Н. Асфандияров, Д.А. Аксенов, А.Г. Рааб, М. Янечек показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 08 апреля 2020; Исправлена: 27 апреля 2020; Принята: 28 апреля 2020
Цитирование: Г.И. Рааб, Р.Н. Асфандияров, Д.А. Аксенов, А.Г. Рааб , М. Янечек. Кинетика изменения механических свойств образцов медного сплава Cu-0.5Cr и титана марки Grade 4 при знакопеременном изгибе. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.227-231
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-227-231

Аннотация

В процессе изгиба распределение деформации и микротвердости имеет несимметричный характер.Работа посвящена изучению процесса деформационной обработки знакопеременным свободным изгибом осесимметричных заготовок, направленной на повышение механических свойств длинномерных металлических заготовок без изменения поперечного сечения. В качестве материалов для исследования выбраны хромовая бронза электротехнического назначения и технически чистый титан. Методом математического моделирования в программном комплексе DEFORM-3D исследовано напряженно-деформированное состояние образцов из исследуемых материалов при многоцикловом знакопеременном изгибе. Установлено, что увеличение количества циклов обработки обеспечивает более симметричное распределение накопленной деформации в сечении заготовки. С использованием физического эксперимента исследован характер упрочнения и получены некоторые закономерности, наблюдаемые при обработке знакопеременным изгибом. Показано, что увеличение количества циклов обработки обеспечивает градиентное и более симметричное распределение микротвердости в сечении заготовки, что коррелирует с данными деформированного состояния, полученными компьютерным моделированием. При этом интенсивность упрочнения медного сплава в два раза выше, чем у технически чистого титана при прочих равных условиях. Так, в заготовках из медного сплава Cu-0.5Cr периферийные слои упрочняются более интенсивно и уже после одного цикла деформации имеют твердость, почти в 1.5 раза превышающую твердость центральной области, а после 8 циклов обработки, независимо от маршрута, микротвердость в среднем в 1.8 раза выше, чем в исходном состоянии. Маршруты обработки В и С формируют более симметричное поле распределения микротвердости в сечении заготовок. Определены наиболее эффективные для упрочнения маршруты изгиба. Для исследованных сплавов наиболее эффективным является маршрут С, который обеспечивает более высокий уровень упрочнения как заготовок в целом, так и их периферийных областей.

Ссылки (19)

1. R. Z. Valiev, A. P. Zhilyaev and T. G. Langdon. Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons, USA (2014) 456 p. Crossref
2. F. Z. Utyashev, G. I. Raab. Deformatsionnyye metody polucheniya i obrabotki ul'tramelkozernistykh i nanostrukturnykh materialov. Ufa, Gilem (2013) 376 p. (in Russian) [Ф. З. Утяшев, Г. И. Рааб. Деформационные методы получения и обработки ультрамелкозернистых и наноструктурных материалов. Уфа, Гилем (2013) 376 с.].
3. V. M. Segal, I. J. Beyerlein, C. N. Tome, V. N. Chuvil’deev, V. I. Kopylov. Fundamentals and Engineering of Severe Plastic Deformation. New York, Nova Science Publishers (2010) 542 p.
4. G. I. Raab, R. Z. Valiev, T. C. Lowe, Y. T. Zhu. Mater. Sci. Eng. A. 382, 1 (2004). Crossref
5. D. Jia, Y. M. Wang, K. T. Ramesh, E. Ma, Y. T. Zhu, R. Z. Valiev. Appl. Phys. Lett. 79, 611 (2001). Crossref
6. H. W. Hoeppel, Z. M. Zhou, H. Mughrabi. Phil. Mag. A. 82, 1781 (2002). Crossref
7. Z. Zhang, H. Huang, R. O. Scattergood, J. Narayan, C. C. Koch, A. V. Sergueeva, A. K. Mukherjee. Appl. Phys. Lett. 81, 823 (2002). Crossref
8. Z. Horita, T. Fujinami, M. Nemoto, T. G. Langdon. Metall. Mater. Trans. A. 31, 691 (2000). Crossref
9. M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon. J. Mater. Sci. 36, 2835 (2001). Crossref
10. A. V. Polyakov, I. P. Semenova, G. I. Raab, V. D. Sitdikov, R. Z. Valiev. Rev. Adv. Mater. Sci. 31, 78 (2012).
11. C. Xu, S. Schroeder, P. B. Berbon, T. G. Langdon. Acta Mater. 58 (4), 1379 (2010). Crossref
12. V. Ayati, M. H. Parsa, H. Mirzadeh. Adv. Eng. Mater. 18 (2), 319 (2016). Crossref
13. Yu. F. Ivanov, V. V. Kovalenko, M. P. Ivakhin, V. E. Gromov, E. V. Kozlov. Fizicheskaya Mezomekhanika. 7 (3), 29 (2004). (in Russian) [Ю. Ф. Иванов, В. В. Коваленко, М. П. Ивахин, В. Е. Громов, Э. В. Козлов. Физическая мезомеханика. 7 (3), 29 (2004).].
14. K. Lu. Science. 345 (6203), 1455 (2014). Crossref
15. T. H. Fang, W. L. Li, N. R. Tao, K. Lu. Science. 331 (6024), 1587 (2011). Crossref
16. X. Wu, P. Jiang, L. Chen, F. Yuan, Y. T. Zhu. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111, 7197 (2014). Crossref
17. Y. Wei, Y. Li, L. Zhu, Y. Liu, X. Lei, G. Wang, Y. Wu, Z. Mi, J. Liu, H. Wang, H. Gao. Nat. Commun. 5, 3580 (2014). Crossref
18. H. Kou, J. Lu, Y. Li. Adv. Mater. 26, 5518 (2014). Crossref
19. G. I. Raab, D. A. Aksenov, R. N. Asfandiyarov, A. G. Raab, I. S. Kodirov, M. Janeček. Letters on Materials. 9 (4), 494 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Министерством науки и высшего образования Российской Федерации - №14.586.21.0059
2. Министерством образования, молодежи и спорта Чехии - LTARF18010