The Dynamic Properties of Low-Alloyed Copper Alloys with a Submicrocrystalline Structure Obtained by High-Strain-Rate Deformation

D. N. Abdullina; Абдуллина Д. Н.; I. V. Khomskaya; Хомская И. В.; S. V. Razorenov; Разоренов С. В.; E. V. Shorokhov; Шорохов Е. В.

doi:10.31857/S0015323022601969

Динамические свойства низколегированных сплавов меди с субмикрокристаллической структурой, полученной высокоскоростной деформацией

Авторы: Абдуллина Д.Н.¹, Хомская И.В.¹, Разоренов С.В.², Шорохов Е.В.³
Учреждения:
1. Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
2. Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН
3. Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт имени академика Е.И. Забабахина
Выпуск: Том 124, № 12 (2023)
Страницы: 1279-1287
Раздел: ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ
URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/232747
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022601969
EDN: https://elibrary.ru/GGIYHU
ID: 232747

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы механические свойства сплавов Cu–0.03 мас. % Zr и Cu–0.10 мас. % Cr с субмикрокристаллической структурой, сформированной при динамическом канально-угловом прессовании и последующих отжигах. Свойства сплавов изучены в условиях ударного сжатия с давлением 4.7–7.0 ГПа и скоростью деформации (1.3–3.2) × 10⁵ с^–1. Показано, что измельчение зерна от 200–400 до 0.3–1.0 мкм увеличивает динамический предел упругости и динамический предел текучести сплава Cu–0.03% Zr в 1.9 и 1.8 раза соответственно, но уменьшает в 1.4 раза откольную прочность. Последующие отжиги при 400 и 450°C позволяют увеличить характеристики упругопластического перехода соответственно в 3.0 и 3.7 раза и повысить откольную прочность до уровня крупнокристаллического аналога. Определено, что диспергирование структуры сплава Cu–0.10% Cr до 1.0–5.0 мкм увеличивает не только динамический предел упругости и динамический предел текучести в 3.7 и 2.6 раза соответственно, и откольную прочность в 1.5 раза, по сравнению с ее значением в крупнокристаллическом состоянии.

Ключевые слова

сплавы меди, субмикрокристаллическая структура, высокоскоростная деформация, ударное сжатие, динамический предел упругости, откольная прочность

Список литературы

Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура, свойства. М.: ИКЦ Академкнига, 2007. 398 с.
Глезер А.М., Громов В.Е. Наноматериалы, созданные путем экстремальных воздействий. Новокузнецк: Интер−Кузбасс, 2010. 171 с.
Dobatkin S.V., Shangina D.V., Bochvar N.R., Janeček M. Effect of deformation schedules and initial states on structure and properties of Cu–0.18% Zr alloy after high-pressure torsion and heating // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 598. P. 288–292.
Дегтярев М.В., Чащухина Т.И., Романова М.Ю., Воронова Л.М. О связи структуры меди с температурно-скоростными параметрами деформации сдвигом под давлением // ДАН. 2004. Т. 397. № 2. С. 193−197.
Бpодова И.Г., Зельдович В.И., Хомская И.В. Фазово-структурные превращения и свойства цветных сплавов при экстремальных воздействиях // ФММ. 2020. Т. 121. № 7. С. 696–730.
Канель Г.И., Разоренов С.В., Фортов В.Е. Субмикросекундная прочность материалов. // Изв. РАН. МТТ. 2005. № 4. С. 86–111.
Гаркушин Г.В., Игнатова О.Н., Канель Г.И., Мейер Л., Разоренов С.В. Субмикросекундная прочность ультрамелкозернистых материалов. Изв. РАН. МТТ. 2010. № 4. С. 155−163.
Гаркушин Г.В., Иванчихина Г.Е., Игнатова О.Н., Каганова И.И., Малышев А.Н., Подурец А.М., Раевский В.А., Разоренов С.В., Скоков В.И., Тюпанова О.А. Механические свойства меди М1 до и после ударного сжатия в широком диапазоне длительности нагрузки // ФММ. 2011. Т. 111. № 2. С. 203−212.
Разоренов С.В., Гаркушин Г.Н. Упрочнение металлов и сплавов при ударном сжатии // ЖТФ. 2015. Т. 85. № 7. С. 77−82.
Шорохов Е.В., Жгилев И.Н., Валиев Р.З. Способ динамической обработки материалов. Пат. 2283717 Российская Федерация, МПК51 B 21 J 5/04, B 21 C 23/18, C 21 D 7/02. Опубл. 27.04.06. Бюл. № 26. 64 с.
Brodova I.G., Shorokhov E.V., Petrova A.N., Shirinkina I.G., Minaev I.V., Zhgilev I.N., Abramov A.V. Fragmentation of the structure in Al-based alloys upon high speed effect // Rev. on Adv. Mater. Sci. 2010. V. 25. P. 128–135.
Хомская И.В., Шорохов Е.В., Зельдович В.И., Хейфец А.Э., Фролова Н.Ю. Структура и свойства субмикрокристаллической и нанокристаллической меди, полученной методом канально-углового прессования // Металлы. 2012. № 6. С. 56–62.
Попов В.В., Столбовский А.В., Попова Е.Н., Фалахутдинов Р.М., Шорохов Е.В. Эволюция структуры оловянистой бронзы при динамическом канально-угловом прессовании // ФММ. 2017. Т. 118. № 9. С. 909–916.
Хомская И.В., Зельдович В.И., Шорохов Е.В., Фролова Н.Ю., Хейфец А.Э., Дякина В.П. Влияние высокоскоростной деформации на структуру, свойства и термическую стабильность меди, легированной хромом и цирконием // Деформация и разрушение материалов. 2017. № 4. С. 22–29.
Khomskaya I.V., Zel’dovich V.I., Frolova N.Yu., Kheifets A.E., Shorokhov E.V., Abdullina D.N. Effect of high-speed dynamic channel angular pressing and aging on the microstructure and properties of Cu–Cr–Zr alloys // IOP Conference Series: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 447. P. 12007–12012.
Khomskaya I.V., Zel’dovich V.I., Frolova N.Yu., Abdullina D.N., Kheifets A.E. Investigation of Cu5Zr particles precipitation in Cu–Zr and Cu–Cr–Zr alloys subjected to quenching and high strain rate deformation // Letters Mater. 2019. V. 9. № 4. P. 400–404.
Бродова И.Г., Петрова А.Н., Разоренов С.В., Шорохов Е.В. Сопротивление высоко-скоростному деформированию и разрушению субмикрокристаллических алюминиевых сплавов после динамического канально-углового прессования // ФММ. 2015. Т. 116. № 5. С. 548–556.
Brodova I.G., Petrova A.N. Dynamic properties of submicrocrystalline aluminum alloys // Phys. Met. Metallogr. 2018. V. 119. P. 1342–1345.
Петрова А.Н., Бродова И.Г., Разоренов С.В., Шорохов Е.В., Акопян Т.К. Механические свойства Al–Zn–Mg–Fe–Ni сплава эвтектического типа при разных скоростях деформации // ФММ. 2019. Т. 120. № 12. С. 1322–1328.
Хомская И.В., Разоренов С.В., Гаркушин Г.В., Шорохов Е.В., Абдуллина Д.Н. Динамическая прочность субмикрокристаллической и нанокристаллической меди, полученной высокоскоростной деформацией // ФММ. 2020. Т. 121. № 4. С. 435–442.