Структура и свойства сплавов на основе ГЦК-металлов при вибромеханическом деформировании

• Автор: Печина, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Глава 1. Формирование структуры и свойств ГЦК-материалов в условиях холодной

деформации методами обработки давлением (обзор) „

1.1. Методы деформирования. Преимущества и недостатки

1.2. Механические свойства, структура и текстура деформированных металлов

и сплавов с ГЦК-структурой

1.2.1. Механизмы пластической деформации

1.2.2. Пластическая деформация поликристаллов при повторном и знакопеременном нагружении

1.2.3. Свойства, структура и текстура деформированных

полуфабрикатов

1.2.4. Текстура труб

1.2.5. Неоднородность деформации

1.2.6. Анизотропия свойств
1.3. Выводы и постановка задачи исследований
Глава 2. Материалы и методика проведения исследований. Получение деформированных
полуфабрикатов
2.1. Исходное состояние, химический состав исследуемых материалов и их термическая обработка
2.2. Получение деформированных полуфабрикатов
2.2.1. Деформирование материалов методом прямого прессования
2.2.2. Деформирование материалов методом вибромеханической
обработки
2.3. Определение схемы напряженного и деформированного состояния
2.4. Проведение механических испытаний
2.5. Проведение металлографических исследований
2.6. Определение структурных и текстурных характеристик
2.7. Выводы
Глава 3. Анализ поведения механических свойств материалов в условиях
вибромеханического деформирования по сравнению с прямым
прессованием
3.1. Анализ напряженного и деформированного состояния

3.2. Влияние количества проходов на показатели прочности и
пластичности
3.3. Оценка остаточного ресурса пластичности деформированной меди
методом акустической эмиссии
3.4. Выводы
Глава 4. Анализ структуро- и текстурообразования деформированных материалов в
условиях вибромеханической обработки и прямого прессования
4.1. Влияние количества проходов на микроструктуру материалов по толщине
стенки
4.2. Изменение микроструктуры меди в очаге деформации при
вибромеханическом деформировании
4.3. Оценка макронеоднородности материала деформированных
полуфабрикатов методом рентгеновской дифракции
4.4. Влияние количества проходов на текстурные характеристики полуфабрикатов
4.5. Выводы
Глава 5. О причинах меньшего исчерпания ресурса технологической пластичности
сплавов на основе ГЦК-металлов в условиях вибромеханического
деформирования
Выводы
Заключение
Литература

Актуальность темы. Пластическая деформация как технологический способ обработки металлов используется для изменения формы изделий, а также структуры и свойств металла. Холодная деформация поликристаллического металла приводит к упрочнению, что затрудняет дальнейшее формообразование в ходе многопроходных технологий обработки металлов давлением. Под влиянием сил трения между деформирующим инструментом и деформируемым изделием скорость и другие условия истечения металла по сечению изделия при пластической деформации оказываются неодинаковыми. В результате наблюдается различие в дислокационной структуре и текстуре по сечению изделия, а также появляются макронапряжения между поверхностными и сердцевинными слоями, уравновешивающиеся в макрообъемах изделия.
Неоднородность текстуры и, соответственно, высокий уровень макро- и микронапряжений является крайне нежелательным на стадиях технологических переделов, поскольку ухудшается стабильность технологии в целом. Поиск схем деформации, при которых эти нежелательные факторы минимизированы, безусловно, является актуальной задачей.
Развитие методов вибрационной механики [1,2] и их приложение к различным технологическим процессам является перспективным с учетом выше изложенного. Использование вибрации для интенсификации различных технологических процессов, в том числе в процессе непрерывной разливки металлов, при запрессовке деталей, при волочении и протяжке, позволяет во многих случаях интенсифицировать процессы, улучшить качество материалов [3,4]. Например, снизить уровень остаточных напряжений, степень упрочнения металла и т.д.
В начале 90-х гг. в лаборатории пластической деформации ФТИ УрО РАН

Глава 2. Материалы и методика проведения исследований Получение деформированных полуфабрикатов
2.1.Исходное состояние, химический состав исследуемых материалов и их термическая обработка
Алюминиевые и медные сплавы [151,152] широко применяются в различных отраслях промышленности (строительстве, судостроении, авиации, электротехнике и т.д.), в виде деформированных изделий. Для этого промышленностью выпускаются полуфабрикаты различных видов (листы, профили, прутки, трубы, поковки, штамповки и т.д.). Также широкое применение алюминиевые сплавы нашли в нефтяной и химической промышленности в виде бурильных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов для транспортировки сернистых нефти и газа, а медные сплавы - в виде деталей машин и механизмов, в теплообменниках и т.д. Трубы из алюминиевых и медных сплавов из-за хорошего сочетания коррозионных и технологических свойств широко применяют для несущих конструкций, работающих в агрессивных условиях и (или) под воздействием длительных нагрузок.
Для исследования прочностных и пластических свойств существуют стандартные методы механических испытаний [98,153]. Основными методами для исследования структуры деформированных материалов применяют метод металлографический, рентгеновской дифракции и электронно-оптической микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, метод акустической эмиссии.
Для исследований выбраны материалы с ГЦК-структурой широко применяемые в промышленности в виде деформированных изделий, а именно - упрочняемые термической обработкой алюминиевые сплавы АК8 и Д16, а также техническая медь марки М2 и ее однофазный сплав Л62 (а-латунь). Состояние материалов до деформирования, их химический состав представлен в таблице 1.