Сверхпластичность и твердофазное соединение наноструктурированных материалов Часть I. Влияние размера зерна на твердофазную свариваемость сверхпластичных сплавов

Р.Я. Лутфуллин1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Ст. Халтурина 39, 450001 Уфа
Аннотация
Представлен краткий хронологический обзор научных работ о влиянии эффекта сверхпластичности (СП) на повышенную свариваемость в твердом состоянии кристаллических материалов. В первой части обзора, на основании анализа результатов научных трудов, главным образом ученых ИПСМ РАН, показано, что наноструктурирование существенно на 200 - 300оС снижает нижнюю температурную границу проявления сверхпластичности известных материалов, что позволяет говорить об эффекте «низкотемпературной СП». Обсуждены результаты экспериментальных работ, указывающие на существование непосредственной связи низкотемпературной СП с повышенной твердофазной свариваемостью кристаллических материалов. Во второй части обзора для наноструктурного титанового сплава ВТ6 рассмотрена физическая модель процесса формирования твердофазного соединения в условиях проявления низкотемпературной СП. Используя данные физического моделирования процесса твердофазного соединения в состоянии низкотемпературной СП, научно обоснована перспектива практического использования наноструктурированных материалов при разработке прорывныхресурсосберегающих технологий изготовления полых изделий сваркой давлением для предприятий авиационного машиностроения.
Принята: 21 апреля 2011
Просмотры: 291   Загрузки: 180
Ссылки
1.
C.E. Pearson. J. Inst. Metals. 54, 111 (1934).
2.
A.A. Bochvar, Z.A. Sviderskaya. Izv. AN SSSR ОNT. 9,821 (1945). (in Russian)
3.
O.A. Kaibyshev. Plasticity and Superplasticity of Metals.Moscow, Metallurgiya, (1975) 280 p. (in Russian)
4.
M.W. Grabski. Structural Superplasticity of Metals.Moscow, Metallurgiya, (1975) 272 p. (in Russian)
5.
I.I. Novikov, V.K. Portnoi. Superplasticity of Alloys withUltra Fine Grain. Moscow, Metallurgiya, (1981) 168 p.(in Russian)
6.
M Kh. Shorshorov, E.M. Dzneladze, A.S. Tikhonov et al.Welding Production. 11, 20 (1975). (in Russian)
7.
C.H. Hamilton and L.A. Ascani. U.S. Patent 3920175(1975).
8.
E. S. Karakozov. Joint of Metals in Solid Phase. Moscow,Metallurgiya, (1976) 262 p. (in Russian)
9.
E.D. Weisert, G.W. Stacher. Metal Progress. 3, 33 (1977).
10.
D. Stephen. Superplastic Forming and Diffusion Bondingof Titanium, London, The Institute of Metals, (1986)P.108.
11.
E. S. Karakozov. Pressure Welding of Metals. Moscow,Machine-Building, (1986) 280 p. (in Russian)
12.
L. N. Larikov et al. Diffusion Processes during Solid-Phase Welding. Moscow, Machine-Building, (1975) 192p. (in Russian)
13.
J. Pilling. Mater. Sci. Eng. 100, 137 (1988).
14.
A. Hill and E.R. Wallach. Acta Metall. 37, 2425 (1989).
15.
Y. Maehara, Y. Komizo, T.G. Langdon. Mater. Sci. Tech.4, 669 (1988).
16.
V. S. Gostomelski, E. S. Karakozov, A.P. Ternovski.Doklady Akademii Nauk SSSR. 250, 1377 (1980). (inRussian)
17.
N.F. Kazakov. Diffusion Bonding in Vacuum. Moscow,Machine-Building, (1968) 331 p. (in Russian)
18.
G.V. Konushkov, U.N. Kopulov. Diffusion Bonding inTransistor Electronics. Moscow, Energy, (1974) 168 p. (inRussian)
19.
N. F. Lashko, S.V. Lashko-Avakyan. Material Scienceof Welding. Moscow, Machine-Building, (1954). (inRussian)
20.
O.D. Sherby, J. Wadsworth. Mater. Sci. Tech. 1, 11 (1985).
21.
O.A. Kaibyshev, R.Ya. Lutfullin, V.K. Berdin. DokladyAkademii Nauk SSSR. 319, 615 (1991). (in Russian)
22.
V.K. Berdin, O.A. Kaibyshev, R.Ya. Lutfullin. DokladyAkademii Nauk. 324, 1006 (1992). (in Russian)
23.
O.A. Kaibyshev, R.Ya. Lutfullin, V.K. Berdin. Phys. Met.Metall. 75, 96 (1993).
24.
O.A. Kaibyshev, R.Ya. Lutfullin, V.K. Berdin. Acta Metall.Mater. 42, 2609 (1994).
25.
O.A. Kaibyshev, R.Ya. Lutfullin, R.V. Safiullin. In: Proc.of Confer. Superplasticity and Superplastic Forming, ed.by Ghosh A.K. and Bieler T.R. Warrendale, TMS (1995)P. 241.
26.
R.Ya. Lutfullin, R.M. Imayev, O.A. Kaibyshev et al. ScriptaMet. et Mat. 33, 1445 (1995).
27.
R.Ya. Lutfullin, O.A. Kaibyshev. Materials Science Forum,Trans. Tech. Publ. 243-245, 681 (1997).
28.
R.Ya. Lutfullin. In: Severe plastic deformations: TowardsBulk Production of Nanostructured Materials, ed. ByAltan B. S. New York, Nova (2006) Chapter 4.2, P. 381.
29.
A.A. Nazarov, R.R. Mulyukov. Nanostructured Materials.In: Handbook of Nanoscience, Engineering andTechnology, ed. by Goddard W., Lyshevski S., Iafrate G.,CRC Press (2003) Chapter 22, P.1.
30.
N.I. Noskova and R.R. Mulyukov. Submicrocrystallineand Nanocrystalline Metals and Alloys. Ekaterinburg,UrD RAS (2003) 279 p. (in Russian)
31.
R.Z. Valiev, O.A. Kaibyshev, R.I. Kuznetsov, R.Sh.Musalimov, N.K. Tsenev. Doklady Akademii Nauk SSSR.301, 864 (1988). (in Russian)
32.
R.Z. Valiev, N.A. Krasilnikov, N.K. Tsenev. Mater. Sci.Eng. A137, 35 (1991).
33.
R.M. Imayev, V.M. Imayev. Scr. Met. 25, 2041 (1991).
34.
R.M. Imayev, O.A. Kaibyshev, G.A. Salishchev. Acta Met.40, 581 (1992).
35.
G.A. Salishcev, O.R. Valiakhmetov, R.M. Galeev. J. Mater.Sci. 28, 2898 (1993).
36.
G.A. Salishchev, R.M. Galeyev, O.R. Valiakhmetov, R.V.Safiullin, R.Ya. Lutfullin, O.N. Senkov, F.H. Froes, O.A.Kaibyshev. Mat. Tech. & Adv. Perf. Mater. 15.2, 133(2000).
37.
V.V. Astanin. Vestnik UGATU. 2, 34 (2002). (in Russian)
38.
P.N. Comley. Materials Science Forum. 447-448, 233(2004) Trans Tech Publications.
39.
L.A. Elagina, B.F. Brailovskaya, B.A. Kapitonov. Tsvetnyemetally. 2, 63 (1979). (in Russian)
40.
R.A. Musin, G.V. Konushkov. Bonding Metals toCeramics. Moscow, Machine-Building, (1991) 224 p. (inRussian)
41.
O.A. Kaibyshev, R.Ya. Lutfullin, R.V. Safiullin, S.N.Fatkullin. Materials Science Forum. Trans. Tech. Publ.Switzerland. 170 - 172, 737 (1994).
42.
R.Ya. Lutfullin, O.A. Kaibyshev, R.V. Safiullin, O.R.Valiakhmetov, M.Kh. Mukhametrahimov. ActaMetallurgica Sinica (English Letters). 13, 561 (2000).
43.
R.Ya. Lutfullin, O.R. Valiakhmetov, R.M. Galeyev, M.Kh.Mukhametrahimov. Metals. 2, 102 (2000). (in Russian)
44.
R.Ya. Lutfullin. In: Current Status of Theory and Practiceof Superplasticity in Materials. Ufa, Gilem (2000) P. 67.(in Russian)
45.
R.Ya. Lutfullin, O.A. Kaibyshev, O.R. Valiakhmetov,M.Kh. Mukhametrakhimov, R.V. Safiullin, R.R.Mulyukov. Journal of Advanced Materials. 4, 21 (2003).(in Russian)
46.
Y. Nakao, K. Shinozaki, M. Hamada. ISIJ International.31, 1260 (1991).
47.
O.A. Kaibyshev, G.A. Salishcev, R.M. Galeyev, R.Ya.Lutfullin, O.R. Valiakhmetov, Russian Patent 2134308(1999). (in Russian)
48.
V.V. Astanin, O.A. Kaibyshev. . Russian Patent 2320771(2008). (in Russian)
49.
A.A. Kruglov, R.Ya. Lutfullin, M.Kh. Mukhametrakhimov,O.A. Rudenko, R.V. Safiullin. Journal of AdvancedMaterials. 6, 79 (2005). (in Russian)
50.
R.Ya. Lutfullin, M.Kh. Mukhametrakhimov. MetalScience and Heat Treatment. 48, 54 (2006).
51.
M.Kh. Mukhametrakhimov, R.Ya. Lutfullin. VestnikTambovskogo University. 15, 866 (2010). (in Russian)
52.
R.Ya. Lutfullin, M.Kh. Mukhametrakhimov. Journal ofAdvanced Materials. 7, 189 (2009). (in Russian)
Цитирования
1.
Лутфуллин Р.Я., Письма о материалах 1(2), 88-91 (2011).
2.
Сафиуллин Р.В., Письма о материалах 2(1 (5)), 36-39 (2012).
3.
Круглов А.А., Руденко О.А., Письма о материалах 2(2 (6)), 107-110 (2012).
4.
Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Валитова Э.В., Валитов В.А., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(2), 159-162 (2014).
5.
Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Сафиуллин Р.В., Сафиуллин А.Р., Сафин Ф.Ф., Письма о материалах 2(2 (6)), 90-94 (2012).
6.
Валитова Э.В., Лутфуллин Р.Я., Валитов В.А., Перспективные материалы, 30-34 (2013).
7.
Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Круглов А.А., Сафиуллин Р.В., Деформация и разрушение материалов, 38-41 (2012).
8.
Валитова Э.В., Лутфуллин Р.Я., Мухаметрахимов М.Х., Валитов В.А., Перспективные материалы, 35-39 (2013).
9.
Поварова К.Б., Валитов В.А., Овсепян С.В., Дроздов А.А., Базылева О.А., Валитова Э.В., Металлы, 61-70 (2014).
10.
Валитова Э.В., Ахунова А.Х., Валитов В.А., Дмитриев С.В., Лутфуллин Р.Я., Мухаметрахимов М.Х., Письма о материалах 4(3 (15)), 190-194 (2014).
11.
Саркеева А.А., Лутфуллин Р.Я., Круглов А.А., Астанин В.В., Письма о материалах 2(2 (6)), 99-102 (2012).
12.
Трофимов Е.А., Шаяхметов Р.У., Лутфуллин Р.Я., Перспективные материалы, 124-127 (2013).
13.
Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Валитов В.А., Валитова Э.В., Деформация и разрушение материалов, 13-17 (2014).
14.
Ахунова А.Х., Валитова Э.В., Дмитриев С.В., Валитов В.А., Лутфуллин Р.Я., Сварочное производство, 34-37 (2015).
15.
Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Галиева Э.В., Валитов В.А., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(3), 289-292 (2015).
16.
Ахунова А.Х., Галиева Э.В., Поварова К.Б., Базылева О.А., Валитов В.А., Дмитриев С.В., Дроздов А.А., Аргинбаева Э.Г., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 13(1), 131-135 (2016).
17.
Круглов А.А., Мухаметрахимов М.Х., Письма о материалах 2(3 (7)), 161-165 (2012).
18.
Сафиуллин А.Р., Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Сафиуллин Р.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(3), 277-280 (2014).
19.
Trofimov E.A., Lutfullin R.Ya., Kashaev R.M., Письма о материалах 5(1 (17)), 67-69 (2015).
20.
Дроздов А.А., Валитов В.А., Поварова К.Б., Базылева О.А., Галиева Э.В., Овсепян С.В., Письма о материалах 5(2 (18)), 142-146 (2015).
21.
Круглов А.А., Мухаметрахимов М.Х., Саркеева А.А., Письма о материалах 3(1 (9)), 12-15 (2013).
22.
Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Сафиуллин А.Р., Сафиуллин Р.В., Сафин Ф.Ф., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(2), 196-200 (2014).
23.
Валитова Э.В., Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК, 280-283 (2014).
24.
Сафиуллин А.Р., Ахунова А.Х., Дмитриев С.В., Сафиуллин Р.В., Письма о материалах 5(2 (18)), 207-210 (2015).
25.
Galieva E., Valitov V., Lutfullin R., Dmitriev S., Akhunova A., Mukhametrakhimov M., Materials Science Forum 838, 350-354 (2016).