Структура и механические свойства ультрамелкозернистых магниевых сплавов систем Mg-Al-Mn и Mg-Gd, полученных интенсивной пластической деформацией

• Автор: Кулясова, Ольга Борисовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Методы получения ультрамелкозернистой структуры в

металлах и сплавах

1.1.1. Краткая характеристика основных методов получения

ультрамелкозернистых материалов.

1.1.2. Современные представления о методах

интенсивной пластической деформации

1.2. Особенности фазового состава магниевых сплавов.

1.3. Типичные структуры магниевых сплавов, подвергнутых

большим деформациям
1.4. Механические свойства магниевых сплавов после больших
деформаций.
1.4.1. Механические свойства на растяжение
1.4.2. Сверхпластичность
1.4.3. Усталостные характеристики.
1.5. Постановка задач исследований
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы для исследований.
2.2. Методы интенсивной пластической деформации.
2.3. Методы термической обработки.
2.4. Методики структурных исследований
2.4.1. Методика электронномикроскопических исследований
2.4.2. Методика рентгеноструктурных исследований
2.4.3. Методика дифференциальной сканирующей калориметрии
2.5. Методы исследований механических свойств и измерений
микротвердости.
2.6. Метод усталостных испытаний
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УМЗ СТРУКТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
В МАГНИЕВОМ СПЛАВЕ АМ
ЗЛ. Структура образцов, подвергнутых РКУП
3.2. Особенности спектра разориентировок
3.3. Механические свойства на растяжение при комнатной
температуре
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ УМЗ СТРУКТУРЫ НА УСТАЛОСТНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИЕВОГО СПЛАВА АМ
4.1. Влияние УМЗ структуры на предел выносливости.
4.2. Особенности структуры после усталостных испытаний
4.3. Спектр разориентировок после усталостных испытаний.
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ УМЗ СТРУКТУРЫ НА СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
АМ И 1ОВЕСЖМ
5.1. Изменение структуры при нагреве образцов сплава АМ после
5.2. Механические свойства при повышенных температурах
образцов сплава АМ, подвергнутых РКУП
5.3. Структура магниевого сплава АМ после ИПДК
5.4. Механические испытания при повышенных температурах
образцов сплава АМ, подвергнутых ИПДК
5.5. Формирование УМЗ структуры в магниевом сплаве М
ЮвесОс1 методом ИПДК
5.6. Экспериментальное изучение эволюции УМЗ структуры при
нагреве
5.7. Механические свойства на растяжение сплава АМ с УМЗ
структурой.
5.7.1. Механические свойства комнатной температуре
5.7.2. Механические свойства при повышенных температурах
5.8. Выводы по главе
Общие выводы
Список литературы


Вместе с тем известно, что в крупнозернистом состоянии магний и его сплавы являются труднодеформируемыми из-за ограниченного количества систем скольжения, характерного для металлов с гексагональной плотпоупакованной решеткой [,], вследствие чего большинство изделий сложной формы из магниевых сплавов получают методами литья под давлением. Общим недостатком изделий полученных этим методом является не высокая прочность и неоднородность структуры (дендритная структура, наличие дефектов в виде пор, раковин и т. В последние годы появились публикации, свидетельствующие, что в ряде материалов за счет измельчения зеренной структуры можно достичь одновременного повышения прочности и пластичности []. Наряду с дислокационным скольжением, дополнительными механизмами деформации, обеспечивающими повышение пластичности в наноструктурных чистых металлах, по мнению авторов работ [1,] могли бы быть двойникование, а также зернограничное проскальзывание. В дополнение к этому в УМЗ материалах с большеугловыми границами зерен можно ожидать увеличение деформируемости за счет формирования произвольных ориентаций плоскостей скольжения в соседних зернах. Вследствие этого, для одновременного повышения прочности и пластичности в магниевых сплавах актуальным является развитие методов измельчения зеренной структуры. Хотя были известны единичные работы, посвященные измельчению структуры магниевых сплавов методом ИПД, тем не менее, в них отмечалось, что при оптимизации режимов обработки особое внимание нужно уделять выбору температуры ее проведения, поскольку от нее зависит средний размер зерна и фазовое состояние сплавов, которые оказывают существенное влияние на их механические свойства. Цель настоящей работы - достижение и исследование высоких механических свойств в магниевых сплавах систем ^^-А1-Мп и N^- за счет формирования в них ультрамелкозернистой структуры методами интенсивной пластической деформации. Сформировать УМЗ структуру в объемных заготовках магниевого сплава АМ методом РКУП. Провести анализ особенностей зеренного строения и фазового состава УМЗ магниевого сплава АМ, сформированной в процессе обработки РКУП. Исследовать влияние УМЗ состояния на механические свойства (временное сопротивление, относительное удлинение, предел выносливости) сплава АМ. Определить особенности изменения структуры при усталостных испытаниях УМЗ магниевом сплаве АМ. Изучить структуру и механические свойства при повышенных температурах УМЗ магниевого сплава М§-вес%Сс1, полученного интенсивной пластической деформацией кручением. Научная новизна. Впервые в магниевом сплаве АМ методом РКУП сформирована УМЗ структура со средним размером зерна 1 мкм и однородным распределением частиц фазы Mgl7All2 с размером 0,5 мкм. Установлено, что в УМЗ состоянии сплав АМ обладает уникальным сочетанием временного сопротивления и относительного удлинения: при увеличении временного сопротивления в 1,5 раза (до 0 МПа) относительное удлинение сохраняется на уровне, характерном для крупнозернистого отожженного материала, и составляет %. Установлено, что предел усталостной выносливости магниевого сплава АМ с УМЗ структурой более, чем в 1,5 раза выше по сравнению с аналогичным свойством данного сплава с крупнозернистой (КЗ) структурой. Выявлены особенности структурных изменений при усталостных испытаниях УМЗ магниевого сплава АМ, которые выражаются в появлении дополнительного двойникования и не значительном росте зерен. Показано, что сформированная в результате ИПД структура магниевого сплава Mg-%вecGd имеет высокую термостабильность до 0°С вследствие наличия дисперсных частиц выделений, что приводит материал в состояние сверхпластичности: максимальное удлинение 0% было получено при температуре 0°С и скорости деформации '3 с’1. Практическая значимость. АМ, за счет его обработки методом РКУП. Ос1, за счет создания термостабильной УМЗ структуры методом интенсивной пластической деформации кручением. Развитие научных принципов получения объемных наноструктурных материалов с уникальными механическими свойствами»; а также 1ранта ИНТАС для молодых ученых №.