Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 223-230. Transactions of the to la Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 223-230. Механические свойства и структурные параметры Al фольг и лент сплава Al 95 ,sMn 3 ,sFe 0,4 в исходном и консолидированных состояниях Состояние H^, ГПа E b , ГПа Om, МПа l % ©х <D>, нм <е 2 > 1/2 Материал — Al Исходное 0,286 ± 0,03 - - - 123 ± 16 ( 0 , 8 ± 0 , 1 ) х 1 0 -3 1 оборот 0,802 ± 0,07 3,0 ± 0,4 145 ± 15 2,97 ± 0,07 107 ± 4 (0,3 ± 0,1) х 10 -3 4 оборота 1 , 2 ± 0 , 1 10,3 ± 0,5 200 ± 19 1 ,1 ± 0 , 1 58 ± 3 (1,3 ± 0,1) х 10 -3 4 оборота, старение 0,98 ± 0,07 4,6 ± 0,3 143 ± 20 3,8 ± 0,3 57 ± 2 (0,7 ± 0,1) х 10 -3 Материал — Al 95 ,sMn 3 ,sFe 0,4 Исходное 1,23 ± 0,19 - - - > 2 0 0 (0,7 ± 0,1) х 10 -3 1 оборот 2,1 ± 0,05 8,4 ± 1,2 394± 20 4,7 ± 0,5 58 ± 6 (3,6 ± 0,1) х 10 -3 4 оборота 2,7 ± 0,7 13,6 ± 1,7 495 ± 20 2,97 ± 0,4 49 ± 3 (3,5 ± 0,1) х 10 -3 Учитывая наличие характерных для деформации по неограниченной схеме вариаций толщины центрального и периферического участков всех дисков [ 1 2 ], приведенные в таблице результаты испытаний на трёхточечный изгиб носят, прежде всего, сравнительный характер и могут использоваться для оценки влияния режимов КВД на прочностные характеристики и пластичность. В частности, из этих результатов следует, что увеличение степени пластической деформации как фольг чистого Al, так и быстроохлажденных лент сплава Al 95 ,sMn 3 ,sFe 0,4 приводит к увеличению Eb и Om и снижению пластичности, что типично для деформационного механизма упрочнения кристаллических материалов [14]. Аналогичные тенденции изменений величины упругого модуля E b в зависимости от степени деформации образцов чистого Al приведены в работе [15], хотя абсолютные значения, измеренные на образцах толщиной 1 мм и расстоянии между опорами 60 мм, были заметно (от 15 до 48 ГПа) выше. В то же самое время, значения микротвёрдости образцов алюминиевой фольги в исходном и деформированном состояниях, приведенные в таблице, хорошо коррелируют с результатами работы [15], в которой установлено, что значения H пластинок коммерчески чистого Al по мере увеличения степени деформации многократной прокаткой возрастают от примерно 310 до 800 МПа. Для выяснения природы изменений механических свойств в настоящей работе были проведены рентгенографические исследования деформированных образцов и по результатам полнопрофильного анализа линий (111), (200), (222) и (400) [11] были определены размеры областей когерентного рассеяния <D> и средние значения микронапряжений <е 2 > 1 / 2 . Поскольку изменения дисперсности структуры наиболее сильно проявляются на рефлексах под малыми углами, а напряжений — на большеугловых отражениях, для иллюстрации влияния деформации на дифракционную картину на рис. 2 приведены экспериментально измеренные профили линий ( 1 1 1 ) и (400). Как можно видеть из приведенных данных, наиболее заметно влияние деформации проявляется на изменении профиля и ширины линии (400), что связано с изменениями уровня микронапряжений или плотности дислокаций [16]. Рассчитанные по рентгенографическим данным значения <D> и <в 2> 12 приведены в таблице. Из результатов, приведенных в таблице, следует, что увеличение степени деформации пакета Al-фольг приводит к двукратному снижению размеров о. к. р. и четырёхкратному увеличению микронапряжений, чем и обусловлен рост прочностных характеристик. С другой стороны, исследования показали, что установленный в работе эффект частичного разупрочнения A l-дисков в процессе естественного старения (вылеживания в течение года при комнатной температуре) обусловлен исключительно снятием микронапряжений. Тем не менее относительно высокий уровень механических характеристик состаренных образцов (см. таблицу) позволяет предположить, что в упрочнение Al-образцов основной вклад вносит диспергирование структуры. С этим предположением согласуется тот факт, что определённые рентгенографически размеры о. к. р. в деформированных многократной прокаткой образцах Al с микротвёрдостью 800 МПа были выше (74 нм), чем в дисках, подвергнутых четырехоборотному кручению. © Свиридова Е. А., Цветков Т. В., Ткаченко В. М., Лимановский А. И., Саяпин В. Н., Васильев С. В., Ткач В. И., 2022 226