Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 219-225. Transactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 219-225. Научная статья УДК 539.213.2:548.5:538.9:539.378.3:539.4.015.1 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.045 СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЫСТРООХЛАЖДЕННЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, КОНСОЛИДИРОВАННЫХ МЕТОДОМ КРУЧЕНИЯ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ Е. А. Свиридова12, Т. В. Цветков1, В. М. Ткаченко1, А. И. Лимановский1, В. Н. Саяпин1, С. В. Васильев12, В. И. Ткач 1 1Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина, Донецк, Украина 2Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, Украина Автор, ответственный за переписку: Екатерина Антоновна Свиридова, kasv@i.ua Аннотация Приведены результаты структурных исследований и измерений твердости образцов быстроохлажденных лент сплава Al95,8Mn3,sFe0,4, полученных консолидацией методом кручения под высоким давлением. Установлено, что деформация лент приводит к измельчению микроструктуры и возрастанию уровня микронапряжений, что сопровождается увеличением микротвердости в 2,2 раза. Ключевые слова: быстроохлажденная лента, кручение под высоким давлением, консолидация, области когерентного рассеяния, микронапряжения, микротвердость Original article STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF RAPIDLY COOLED Al-BASED ALLOYS CONSOLIDATED BY HIGH PRESSURE TORSION TECHNIQUE K. A. Svyrydova12, T. V. Tsvetkov1, V. M. Tkachenko1, A. I. Limanovskii1, V. N. Sayapin1, S. V. Vasiliev12, V. I. Tkatch 1 1A. A. Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk, Ukraine 2Donbas National Academy o f Engineering and Architecture, Makеyеvka, Ukraine Corresponding author: Kateryna A. Svyrydova, kasv@i.ua Abstract The results of the structural studies and hardness measurements of the samples obtained by high pressure torsion processing of melt-spun ribbons of Al95.8Mn3.8Fe0.4 alloy are presented in the paper. It has been established that straining of the ribbons results in refinement of m icrostructure and in the increase of m icrostrain which leads to increase in m icrohardness by 2.2 times. Keywords: rapidly quenched ribbon, high pressure torsion, consolidation, coherently scattering domains, microstrains, microhardness В последние годы наблюдается устойчивый интерес исследователей к использованию методов интенсивной пластической деформации (ИПД) для создания материалов с повышенным уровнем механических свойств. Из разработанных к настоящему времени методик ИПД [1] наиболее эффективным для существенного изменения структуры представляется метод кручения под высоким давлением (КВД). В этом методе образец в форме диска помещается между двумя наковальнями и под приложенным давлением деформируется за счет вращения одной из наковален [2]. Наряду с получением образцов с мелкозернистой (наномасштабной) структурой [3], метод КВД оказался эффективным для консолидации порошковых и ленточных материалов [4, 5], в ряде которых в условиях приложения высокого давления и интенсивной сдвиговой деформации могут происходить фазовые превращения [5-7], а также для синтеза сплавов из разнородных металлов [8, 9]. Очевидно, что структурные изменения в деформированных образцах обусловлены вносимой извне энергией [10], однако эти изменения могут как повышать, так и понижать свободную энергию деформированных образцов. В частности, мелкозернистые структуры [3] и пересыщенные твердые растворы [11, 12], сформированные в процессе деформации, обладают повышенным уровнем свободной энергии по сравнению с исходными структурами, в то время как деформационно-индуцированная нанокристаллизация аморфных фаз [5-7] приводит к более устойчивому с термодинамической точки зрения структурному состоянию. Примечательно, что в подавляющем большинстве случаев пластическая © Свиридова Е. А., Цветков Т. В., Ткаченко В. М., Лимановский А. И., Саяпин В. Н., Васильев С. В., Ткач В. И., 2021 2 1 9