Эволюция структуры хромогафниевой бронзы при динамическом канально-угловом прессовании и последующем отжиге

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена эволюция структуры хромогафниевой бронзы при высокоскоростной интенсивной пластической деформации методом динамического канально-углового прессования (ДКУП) и последующем отжиге. Показано, что фрагментация структуры при ДКУП происходит преимущественно по механизму двойникования, особенно при деформации в 2 прохода. При этом происходит существенное упрочнение и микротвердость возрастает до 1750 МПа. При отжиге бронзы наблюдается дополнительное упрочнение за счет выделения частиц Cu5Hf и Cr. Структура бронзы после ДКУП имеет высокую термическую стабильность, максимум твердости достигается после отжига при 400°С. Упрочнение и термическая стабильность структуры в хромогафниевой бронзе выше, чем в гафниевой.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Попов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Е. Н. Попова

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Р. М. Фалахутдинов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

С. А. Судакова

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Е. В. Шорохов

Российский федеральный ядерный центр ВНИИ технической физики им. акад. Забабахина

Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, а/я 245, Снежинск, Челябинская обл., 456770

К. В. Гаан

Российский федеральный ядерный центр ВНИИ технической физики им. акад. Забабахина

Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, а/я 245, Снежинск, Челябинская обл., 456770

В. В. Атрошкин

Российский федеральный ядерный центр ВНИИ технической физики им. акад. Забабахина

Email: vpopov@imp.uran.ru
Россия, а/я 245, Снежинск, Челябинская обл., 456770

Список литературы

  1. Осинцев О.Е., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки. Справочник. М.: Машиностроение, 2004. 336 с.
  2. Барабаш В.П., Калинин Г.М. Опыт разработки и практического использования базы данных по свойствам материалов внутри корпусных элементов ИТЭР // Вопр. атомной науки и техники. Сер. Материаловедение и новые материалы. 2006. Вып. 2(67). С. 450–458.
  3. Беляева А.И., Коленов И.В., Савченко А.А., Галуза А.А., Аксенов Д.А., Рааб Г.И., Фаизова С.Н., Войценя В.С., Коновалов В.Г., Рыжков И.В., Скорик О.А., Солодовченко С.И., Бардамид А.Ф. Влияние размера зерна на стойкость к ионному распылению зеркал из низколегированного медного сплава системы Cu–Cr–Zr // Вопр. атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2011. Вып. 4. С. 50–59.
  4. Зельдович В.И., Фролова Н.Ю., Хомская И.В., Хейфец А.Э. Электронно–микроскопическое исследование старения в сплаве Cu-0.06% Zr // ФММ. 2016. Т. 117. № 7. С. 732–741.
  5. Khomskaya I.V., Zel’dovich V.I., Frolova N.Y., 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 on Materials. 2019. V. 9. No. 4. P. 400–404.
  6. Бродова И.Г., Зельдович В.И., Хомская И.В. Фазово-структурные превращения и свойства цветных металлов и сплавов при экстремальных воздействиях // ФММ. 2020. Т. 121. № 7. С. 696–730.
  7. Абдуллина Д.Н., Хомская И.В., Разоренов С.В., Шорохов Е.В. Динамические свойства низколегированных сплавов меди с субмикрокристаллической структурой, полученной высокоскоростной деформацией // ФММ. 2023. Т. 124. № 12. С. 1279–1287.
  8. Dobatkin S.V., Shangina D.V., Bochvar N.R., Janecek 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.
  9. Purcek G., Yanar H., Shangina D.V., Demirtas M., Bochvar N.R., Dobatkin S.V. Influence of high pressure torsion-induced grain refinement and subsequent aging on tribological properties of Cu–Cr–Zr alloy // J. Alloys and Compounds. 2018. V. 742. P. 325–333.
  10. Wongsa-Ngam J., Kawasaki M., Langdon T.G. The development of hardness homogeneity in a Cu-Zr alloy processed by equal-channel angular pressing // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 556. P. 526–532.
  11. Zhilyaev A.P., Morozova A., Cabrera J.M., Kaibyshev R., Langdon T.G. Wear resistance and electroconductivity in a Cu-0.3Cr-0.5Zr alloy processed by ECAP // J. Mater. Sci. 2017. V. 52. P. 305–313.
  12. Зельдович В.И., Добаткин С.В., Фролова Н.Ю., Хомская И.В., Хейфец А.Э., Шорохов Е.В., Насонов П.А. Механические свойства и структура хромоциркониевой бронзы после динамического канально-углового прессования и последующего старения // ФММ. 2016. Т. 117. № 1. С. 74–82.
  13. 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 Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 447. P. 012007 (6 pp.).
  14. Хейфец А.Э., Хомская И.В., Коршунов Л.Г., Зельдович В.И., Фролова Н.Ю. Влияние высокоскоростной деформации и температуры старения на эволюцию структуры, микротвердость и износостойкость низколегированного сплава Cu–Cr–Zr // ФММ. 2018. Т. 119. № 4. С. 423–432.
  15. Shangina D.V., Bochvar N.R., Dobatkin S.V. The effect of alloying with hafnium on the thermal stability of chromium bronze after severe plastic deformation // J. Mater. Sci. 2012. V. 47. P. 7764–7769.
  16. Shangina D.V., Gubicza J., Dodony E., Bochvar N.R., Straumal P.B., Tabachkova N. Yu., Dobatkin S.V. Improvement of strength and conductivity in Cu-alloys with the application of high pressure torsion and subsequent heat-treatments // J. Mater. Sci. 2014. V. 49. P. 6674–6681. https://doi.org/10.1007/s10853–014–8339–4
  17. Dobatkin S.V., Bochvar N.R., Shangina D.V. Ageing processes in ultrafine-grained low-alloyed bronzes subjected to equal channel angular pressing // Adv. Eng. Mater. 2015. V. 17. No. 12. P. 1862–1868.
  18. Shangina D., Maksimenkova Yu., Bochvar N., Serebryany V., Raab G., Vinogradov A., Skrotzki W., Dobatkin S. Influence of alloying with hafnium on the microstructure, texture and properties of Cu–Cr alloy after equal channel angular pressing // J. Mater. Sci. 2016. V. 51. P. 5493–5501.
  19. Попов В.В., Попова Е.Н., Столбовский А.В., Фалахутдинов Р.М., Мурзинова С.А., Шорохов Е.В., Гаан К.В. Влияние исходной обработки на структуру гафниевой бронзы при высокоскоростном прессовании // ФММ. 2020. Т. 121. № 5. С. 501–508.
  20. Фалахутдинов Р.М., Попов В.В., Попова Е.Н., Столбовский А.В., Шорохов Е.В., Гаан К.В. Влияние исходного состояния на эволюцию структуры гафниевой бронзы при старении // ФММ. 2022. Т. 123. № 9. С. 962–970.
  21. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 2. Под общей ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. 1024 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Растровые электронные микрофотографии (а, в) структуры хромогафниевой бронзы после горячей ковки (а) и закалки (в) и энергодисперсионные рентгеновские спектры (б, г), снятые с частиц, отмеченных крестиком на микрофотографиях.

Скачать (83KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внешний вид образцов хромогафниевой бронзы после 1 (а) и 2 (б) проходов ДКУП.

Скачать (15KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Ориентационные ДОРЭ-карты хромогафниевой бронзы (а–г) и распределения углов разориентировки кристаллитов (д, е) после 1 (а, б, д) и 2 (в, г, е) проходов ДКУП.

Скачать (141KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Структура хромогафниевой бронзы после 1 прохода ДКУП: а, в – светлые поля; б, г – темные поля в рефлексах (200)Cu и (220)Cu, соответственно, и электронограммы, оси зон [001] и [112].

Скачать (23KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Структура хромогафниевой бронзы после 2 проходов ДКУП: а, в – светлые поля; б – темное поле в рефлексе (111)Cu и электронограмма, ось зоны [110]; г – темное поле в рефлексах (111)Cu и двойника.

Скачать (24KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Влияние температуры отжига на микротвердость гафниевой (а) и хромогафниевой (б) бронзы, подвергнутой ДКУП.

Скачать (30KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Микроанализ хромогафниевой бронзы после 2 проходов ДКУП и отжига 400°С, 2 ч: а, в – частицы Cr и спектр в точке, отмеченной кружком; б, г – частицы Cu5Hf и спектр в точке, обозначенной кружком.

Скачать (44KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Структура хромогафниевой бронзы после ДКУП 2 прохода и отжига 400°С, 2 ч: а, в – светлые поля, б – темное поле в рефлексе (002)Cu, ось зоны [100], г – темное поле в рефлексах (002)Cu и Cu5Hf, обозначенных кружком на электронограмме.

Скачать (31KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Структура хромогафниевой бронзы после ДКУП 2 прохода и отжига 400°С, 2 ч: а – светлое поле, б – темное поле в рефлексе (002)Cu.

Скачать (16KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Структура хромогафниевой бронзы после ДКУП 2 прохода и отжига 500°С, 2 ч: а – светлое поле, б – темное поле в рефлексах (111)Cu и (110)Cr, в, г – темные поля в рефлексе Cu5Hf, обозначенном кружком на электронограмме.

Скачать (38KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Структура хромогафниевой бронзы после ДКУП 2 прохода и отжига 600°С, 2 ч: а – светлое поле, б – темное поле в рефлексах (002)Cu и Cu5Hf, в – темное поле в рефлексах Cu5Hf, г - темное поле в рефлексах (002)Cu и (110)Cr.

Скачать (26KB)
Метаданные


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».