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 RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 223-230. 2Ѳ, deg 2Ѳ, deg а б Рис. 2. Экспериментальные профили рентгеновских линий Al (111) ( a ) и (400) (б): 1 — Al-фольга висходном состоянии; 2, 3 — Al-фольги, консолидированные по режиму 4 ГПа 1и 4 оборота соответственно; 4 — образец (3) после естественного старения втечение года; 5 — быстроохлажденная лента сплава Al95,8Mn3,8Feo,4; 6, 7 — двухслойные образцылент сплава Al95,8Mn3,8Feo,4, консолидированные по режимам 4 ГПа 1 и 4 оборота соответственно Из результатов, приведенных на рис. 1 и в таблице, следует также, что все измеренные в испытаниях на изгиб прочностные характеристики консолидированных дисков сплава Ab 5 ,sMn 3 ,sFeo ,4 существенно выше, чем чистого Al, несмотря на несущественное различие структурных параметров. Отмеченное различие обусловлено тем, что в упрочнение сплавов дополнительно к зернограничному и деформационному вносят вклады твердорастворный и дисперсионный механизмы. При этом, как установлено в работе [9, 11], структурные изменения могут меняться немонотонно в зависимости от степени деформации. В частности, как установлено в [11], деформация на один оборот приводит к увеличению постоянной решётки (снижению насыщенности твёрдого раствора на основе Al) и практически пятикратному увеличению микронапряжений (см. таблицу), что видно по сдвигу положения и размытию профиля линии (400) на рис. 2, б. Увеличение степени деформации приводит к повышению прочностных характеристик, хотя параметры тонкой структуры <D> и < s 2> 1/2 практически не меняются, однако смещение линии (400) в область больших углов свидетельствует об увеличении концентрации атомов Mn и Fe с относительно малыми размерами в решётке Al. Как известно (например, [17]), значения механических характеристик материалов зависят не только от метода испытаний, но и часто от размеров образца. По этой причине, как отмечалось выше, механические свойства E b , Omи Spl, измеренные испытаниями консолидированных дисков на изгиб, носят сравнительный характер. В то же самое время, как установлено многочисленными исследованиями, обобщёнными в работе [18], величина твёрдости имеет универсальный характер и связана с пределом прочности на растяжение простым соотношением о/ ~ H / 3. Примечательно, что микротвёрдость исследованных в работе образцов меняется аналогично величинам Ев и Om, а приведенные в таблице значения соответствуют значениям предела прочности образцов Al и сплава Al 95 , 8 Mn 3 , 8 Feo ,4 в пределах 95-400 и 410-900 МПа. Имеющиеся в литературе значения о/ для деформированного чистого Al (70-310 МПа [15] и от 500 до 1000 МПа для консолидированных из быстроохлажденных гранул и подвергнутых интенсивной пластической деформации сплавов на основе алюминия [1, 3]) свидетельствуют о корректности результатов, полученных в настоящей работе. Примечательно, что значения пластической деформации консолидированных Al-фольг (1,1-3,8 %) близки к пластичности прокатанных образцов Al, измеренной испытаниями на растяжение [15]. Если предположить, что такое соответствие существует и для сплавов, то сочетание прочности и пластичности, достигнутое в дисках, консолидированных из быстроохлаждённых лент сплава Al 95 , 8 Mn 3 , 8 Feo, 4 , свидетельствует о перспективности использования методов интенсивной пластической деформации для консолидации быстроохлаждённых сплавов на основе Al для создания высокопрочных и термически устойчивых материалов с низким удельным весом. © Свиридова Е. А., Цветков Т. В., Ткаченко В. М., Лимановский А. И., Саяпин В. Н., Васильев С. В., Ткач В. И., 2022 227