Cтруктура и прочность мелкозернистой меди после криогенной прокатки и обработки однократными импульсами тока различной мощности

М.В. Маркушев, Р.Р. Ильясов, С.В. Крымский, И.Ш. Валеев ORCID logo , О.Ш. Ситдиков показать трудоустройства и электронную почту
Получена 29 октября 2021; Принята 12 ноября 2021;
Цитирование: М.В. Маркушев, Р.Р. Ильясов, С.В. Крымский, И.Ш. Валеев, О.Ш. Ситдиков. Cтруктура и прочность мелкозернистой меди после криогенной прокатки и обработки однократными импульсами тока различной мощности. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.491-496
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-491-496

Аннотация

Установлено, что электроимпульсная обработка криокатаной меди М1 ведет к развитию процессов возврата и непрерывной статической рекристаллизации, обеспечивает переход от рекристаллизации in-situ к росту зерен, что приводит к резкому снижению твердости.Исследовали влияние обработки, сочетавшей изотермическую криогенную прокатку и однократное электроимпульсное воздействие различной мощности, на структуру и твердость меди М1 с исходным размером зерна 10 –15 мкм. Медь деформировали многопроходной прокаткой с суммарной степенью обжатия 90 % при температуре жидкого азота. Последующую электро-импульсную обработку (ЭИО) проводили в интервале интегральных плотностей тока (Kj) от 3.5 ×104 до 8.1×104 А2с / мм4. Обнаружено, что при прокатке медь упрочнялась более чем в дав раза за счет формирования сильнодеформированной (суб)зеренной структуры с размером кристаллитов порядка 1 мкм и долей высокоугловых границ около 30 %. При последующей ЭИО с энергией 3.5 ×104 A2с / мм4 преимущественно развивался возврат, сопровождавшийся отсутствием разупрочнения меди на фоне заметного снижения микроискажений кристаллической решетки и уменьшения плотности дислокаций. Резкое разупрочние меди отмечали после обработки импульсами с более высокой энергией, приводившей к активизации непрерывной статической рекристаллизации по типу in-situ с формированием областей новых мелких свободных от дефектов зерен, доля которых увеличивалась с ростом Кj, как и доля двойниковых границ. В результате в интервале Kj   5 ×104 – 7×104 A2с / мм4 формировалась однородная (ультра)мелкозернистая структура с размером зерна 2 мкм и долей высокоугловых границ более 90 %, почти третья часть из которых были двоиниками отжига с Σ3. С дальнейшим увеличением вложенной энергии до 8.1×104 А2с / мм4 твердость меди медленно стремилась к исходной за счет нормального роста зерен до 4 мкм при незначительных изменениях угловых параметров структуры. Обсуждена природа обнаруженного структурно-механического поведения меди. Сделан вывод о целесообразности использования сочетания криогенной прокатки и ЭИО для получения ультра- и мелкозернистых листовых заготовок различной прочности.

Ссылки (19)

1. ГОСТ 21957-76. Межгосударственный стандарт. Техника криогенная. Термины и определения. Москва, Стандартинформ (2005) 7 с.
2. Y. Huang, P. B. Prangnell. Acta Mater. 56, 1619 (2008). Crossref
3. S. V. Krymskiy, E. V. Avtokratova, O. S. Sitdikov, A. V. Mikhaylovskaya, M. V. Markushev. Physics of Metals and Metallography. 116 (7), 676 (2015). Crossref
4. R. R. Ilyasov, E. V. Avtokratova, S. V. Krymskiy, O. S. Sitdikov, M. V. Markushev. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 447, 012047 (2018). Crossref
5. D. Magalhaes, A. Kliauga, M. Ferrante, V. Sordi. J. Mater. Sci. 52, 7466 (2017). Crossref
6. J. Shi, L. Hou, J. Zuo, L. Zhuang, J. Zhang. Materials Science & Engineering A. 701, 274 (2017). Crossref
7. L. Voronova, M. Degtyarev, T. Chashchukhina, T. Gapontseva, V. Pilyugin. Lett. Mater. 8 (4), 424 (2018). Crossref
8. T. Konkova, S. Mironov, A. Korznikov, S. L. Semiatin. Acta Mater. 58, 5262 (2010). Crossref
9. V. S. Sarma, J. Wang, W. W. Jian, A. Kauffmann, H. Conrad, J. Freudenberger, Y. T. Zhu. Mater Sci Eng A. 527, 7624 (2010). Crossref
10. T. Konkova, I. Valeev, S. Mironov, A. Korznikov, G. Korznikova, M. M. Myshlyaev, S. L. Semiatin. J. All. Comp. 659, 184 (2016). Crossref
11. T. Konkova, I. Valeev, S. Mironov, A. Korznikov, M. M. Myshlyaev, S. L. Semiatin. J. Mater. Res. 29 (22), 2727 (2014). Crossref
12. I. Sh. Valeev, A. Kh. Valeeva, R. R. Ilyasov, O. Sh. Sitdikov, M. V. Markushev. Lett. Mater. 9 (4), 447 (2019). Crossref
13. E. V. Avtokratova, R. R. Ilyasov, I. S. Valeev, O. S. Sitdikov, M. V. Markushev. Lett. Mater. 1 (4), 194 (2011). (in Russian) [Е. В. Автократова, Р. Р. Ильясов, И. Ш. Валеев, О. Ш. Ситдиков, М. В. Маркушев. Письма о материалах. 1 (4), 194 (2011).]. Crossref
14. R. R. Ilyasov, A. Kh. Valeeva, I. Sh. Valeev, O. Sh. Sitdikov, M. V. Markushev. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 1008, 012006 (2020). Crossref
15. I. S. Valeev, A. K. Valeeva, R. R. Ilyasov, E. V. Avtokratova, S. V. Krymskiy, O. S. Sitdikov, M. V. Markushev. Lett. Mater. 11 (3), 351 (2021). (in Russian) [И. Ш. Валеев, А. Х. Валеева ORCID logo, Р. Р. Ильясов, Е. В. Автократова, С. В. Крымский, О. Ш. Ситдиков, М. В. Маркушев. Письма о материалах. 11 (3), 351 (2021).]. Crossref
16. S. V. Dobatkin, G. A. Salishchev, A. A. Kuznetsov, T. N. Kon’kova. Mater. Sci. Forum. 558 - 559, 189 (2007). Crossref
17. Y. Sheng, Y. Hua, X. Wang, X. Zhao, L. Chen, H. Zhou, J. Wang, C. C. Berndt, W. Li. Materials. 11, 185 (2018). Crossref
18. F. J. Humphreys, M. Hatherly. Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Elsevier (2004) 658 p. Crossref
19. S. S. Gorelik, S. V. Dobatkin, L. M. Kaputkina Recristallizatsiya metallov i splavov. Moscow, MISIS (2005) 432 p. (in Russian) [С. С. Горелик, С. В. Добаткин, Л. М. Капуткина Рекристаллизация металлов и сплавов. Москва, МИСИС (2005) 432 с.].

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке