Растворение частиц вторых фаз в низколегированном медном сплаве системы Cu-Cr-Zr при обработке методом равноканального углового прессования

И.А. Фаизов, Р.Р. Мулюков, Р.Р. Мулюков, Д.А. Аксенов, Д.А. Аксенов, С.Н. Фаизова, Н.В. Землякова, Н.В. Землякова, K.R. Cardoso, K.R. Cardoso, Y. Zeng, Y. Zeng
Получена: 11 декабря 2017; Исправлена: 21 января 2018; Принята: 22 января 2018
Цитирование: И.А. Фаизов, Р.Р. Мулюков, Д.А. Аксенов, С.Н. Фаизова, Н.В. Землякова, K.R. Cardoso, Zeng Yuansong. Растворение частиц вторых фаз в низколегированном медном сплаве системы Cu-Cr-Zr при обработке методом равноканального углового прессования. Письма о материалах. 2018. Т.8. №1. С.110-114
BibTex   DOI: 10.22226/2410-3535-2018-1-110-114

Аннотация на русском языке

Рисунок 1.  Скорость выделения энтальпии при линейном нагреве: ТР – контрольный закаленный образец с пересыщенным твердым раствором 
0 – исходное состояние перед РКУП 
2 – после двух циклов РКУП

Рисунок 2. Распределение частиц по размерам на мезоуровне (РЭМ) в исходном состоянии и после 8 проходов РКУП.

Таблица 1. Изменение плотности распределения частиц в зависимости от размера на разных этапах обработки сплава (ПЭМ)В работе исследуется изменение физико-механических свойств и эволюция распределения частиц вторых фаз в низколегированном сплаве системы Cu-Cr-Zr в процессе обработки методом равноканального углового прессования (РКУП) и пост-деформационного отжига. Для снижения концентрации твердого раствора легирующих элементов в медной матрице перед деформированием образцы сплава были подвергнуты термическому старению. Температура отжига, 450°С, была той же самой, что использовалась затем для пост-деформационного старения, а время выдержки выбрано достаточным для приближения к практически равновесному состоянию. График скорости выделения энтальпии у образцов, подвергнутых РКУП, в сравнении с исходным состоянием обнаруживает экзопик в области температур 440..470°С, характерных для распада пересыщенного твердого раствора в данном типе сплавов. Пост-деформационный отжиг приводит к заметному увеличению предела прочности по сравнению со значением для образцов после РКУП, которое можно связать только с дисперсионным упрочнением, что подтверждается непосредственным наблюдением возрастания плотности частиц. Эти два факта однозначно указывают на то, что твердый раствор является пересыщенным при температуре старения, то есть, что его концентрации в ходе РКУП возросла вследствие деформационно-индуцированного растворения частиц вторых фаз. Сделанный вывод согласуется с изменениями электропроводности сплава, заметно снижающейся в ходе деформирования и восстанавливающей исходное значение после старения. Так как плотность структурных дефектов в конечном и исходном состояниях материала существенно отличается, наблюдаемое уменьшение проводимости может быть связано только с искажениями решетки из-за растворенных атомов.

Ссылки (22)

1.
A. Ye. Ermakov. Phys. Metals Metallogr. 11, 4 (1991) (in Russian) [А. Е. Ермаков, ФММ, 11, 4 (1991)]
2.
P. H. Shingu, K. N. Ishihara, J. Kuyama. Proc. of Thirty-Fourth Japan Congress on Mat. Res., Kyoto, Japan, 19 (1991).
3.
A. Ye. Yermakov. Mat. Sci. Forum, 179 – 181, 455 (1995).
4.
R. B. Schwarz, W. L. Johnson. Phys. Rev. Lett. 51, 415 (1983). DOI: 10.1103/PhysRevLett.51.415
5.
C. E. Rodriquez Torres, F. N. Sanches, L. A. Mendoza Zeilis. Phys. Rev. B51 (18), 12142 (1995). DOI: 10.1103/PhysRevB.51.12142
6.
U. Czubayko, N. Wanderka, V. Naundorf, V. A. Ivchenko, A. Ye. Yermakov, M. A. Uimin, H. Wollenberger. Mater. Sci and Eng. A327, 54 (2002). DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01875-5
7.
N. Wanderka, U. Czubayko, V. Naundorf, V. A. Ivchenko, A. Ye. Yermakov, M. A. Uimin, H. Wollenberg. Ultramicroscopy, 89, 189 (2001). DOI: 10.1016/S0304-3991(01)00104-8
8.
C. Bansal, Z. Q. Gao, L. B. Hong, B. Fultz. J. Appl. Phys. 76, 5961 (1994). DOI: 10.1063/1.358375
9.
S. A. Starikov, A. R. Kuznetsov, Yu. N. Gornostyrev, V. V. Sagaradze. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 6, 48 (2016). DOI: 10.17804/2410-9908.2016.6.048-062
10.
A. V. Korolev, E. G. Gerasimov, V. A. Kazantsev, A. I. Deryagin, V. A. Zavalishin. Phys. Metals Metallogr. 79, 136 (1995). (in Russian). [А. В. Королев, Е. Г. Герасимов, В. А. Казанцев, А. И. Дерягин, В. А. Завалишин. ФММ. 79 (2), 136 (1995)].
11.
V. V. Sagaradze, S. V. Morozov, V. A. Shabashov, L. N. Romashev, V. N. Kuznetsov// Phys. Metals Metallogr. 66, 328 (1988) (in Russian). [В. В. Сагарадзе, С. В. Морозов, В. А. Шабашов, Л. Н. Ромашев, Р. И. Кузнецов. ФММ. 66 (2), 328 (1988).]
12.
V. V. Sagaradze, V. A. Shabashov, T. M. Lapina, N. L. Pecherkina, V. P. Pilyugin. The Phys. Metals Metallogr. 78 (6), 619 (1994) (in Russian). [В. В. Сагарадзе, В. А. Шабашов, Т. М. Лапина, Н. Л. Печеркина, В. П. Пилюгин. ФММ. 78 (6), 49 (1994).]
13.
V. V. Sagaradze, V. A. Shabashov. Phys. Metals Metallogr. 112 (2), 146 (2011) (in Russian). [В. В. Сагарадзе, В. А. Шабашов. ФММ. 112 (2), 155 (2011)].
14.
O. I. Gorbatova, Yu. N. Gornostyrev, P. A. Korzhavyi and A. V. Ruban. Phys. Metals Metallogr. 117 (13), 1293 (2016).
15.
I. K. Razumov, Yu. N. Gornostyrev and M. I. Katsnelson. Phys. Metals Metallogr. 118 (4), 362 (2017).
16.
А. Vinogradov, V. Patlan, Y. Suzuki, K. Kitagawa, V. I. Kopylov. Acta Mater. 50, 1639 (2002). DOI: 10.1016/S1359-6454(01)00437-2
17.
A. Almazouzi, M.‑P. Macht, V. Naundorf, G. Neumann. Phys. stat. sol. (a). 167, 15 (1998). DOI: 10.1002/(SICI)1521-396X(199805)167:1<15::AID-PSSA15>3.0. CO;2-8
18.
D. J. Chakrabarti, D. E. Laughlin. The Cr-Cu (Chromium-Copper) System Bulletin of Alloy Phase Diagram. 5 (1),59 (1984). DOI: 10.1007/BF02868543
19.
S. N. Faizova, G. I. Raab, N. G. Zaripov, D. A. Alsenov, I. A. Faizov. Phys. Mezomech. 18 (4), 87 (2015) (in Russian). [С. Н. Фаизова, Г. И. Рааб, Н. Г. Зарипов, Д. А. Аксенов, И. А. Фаизов. Физическая мезомеханика. 18 (4), 87 (2015).]
20.
V. S. Zolotarevsky. Mechanical properties of metals. M. MISIS (1998) 400 p. (in Russian). [В. С. Золоторевский. Механические свойства металлов. М. МИСИС (1998) 400 c.]
21.
A. Vinogradov, Y. Suzuki, T. Ishida, K. Kitagawa and V. I. Kopylov. Mater Transactions. 45 (7), 2187 (2004). DOI: 10.2320/matertrans.45.2187
22.
A. Chbihi, X. Sauvage, D. Blavette. Acta Mat. 60 (11), 4575 (2012). DOI: 10.1016/j.actamat.2012.01.038