Влияние различных видов деформации на физико-механические свойства ГПУ- и ГЦК-металлов и сплавов

Abstract

Представлен обзор о влиянии различных видов деформации с отличающимися эпюрами напряжений (прокаткой, волочением, деформацией в условиях всестороннего сжатия методом квазигидроэкструзии (КГЭ) и последовательного сочетания волочения и КГЭ при 77 К и 300 К) на разные физико-механические свойства металлов и сплавов: ГПУ (Hf, Zr, Ti) и ГЦК (Al–Mg–Li, аустенитная сталь 06Х16Н15М3Б). Показаны отличия уровня прочности, скорости накопления деформационных дефектов и характера анизотропии их распределения в объёме деформированного материала после волочения, прокатки и КГЭ. На примере стали 06Х16Н15М3Б установлена целесообразность использования последовательного сочетания деформации волочением и квазигидроэкструзией для более существенного повышения прочности стали, чем после каждого отдельно взятого вида деформации. Обнаружено снижение энергии дефекта упаковки титана, т.е. расщепление дислокаций в результате деформирования в условиях всестороннего сжатия на 25% при 77 К и 300 К. Установлено аномальное увеличение модуля сдвига после деформации титана в условиях всестороннего сжатия. Обсуждаются механизмы влияния различных видов деформации на физико-механические свойства металлов и сплавов.

Представлено огляд впливу різних видів деформації з відмінними епюрами напруг (вальцюванням, волочінням, деформацією в умовах всебічного стиснення методою квазигідроекструзії (КГЕ) та послідовним поєднанням волочіння і КГЕ при 77 К та 300 К) на різні фізико-механічні властивості металів і стопів: ГЩП (Hf, Zr, Ti) та ГЦК (Al–Mg–Li, аустенітна криця 06Х16Н15М3Б). Показано відмінності рівня міцности, швидкости накопичення деформаційних дефектів і характеру анізотропії їх розподілу в об’ємі деформованого матеріялу після волочіння, прокатки та КГЕ. На прикладі сталі 06Х16Н15М3Б встановлено доцільність використання послідовного поєднання деформації волочінням і квазигідроекструзією для більш істотного підвищення міцности криці, ніж після кожного окремо взятого виду деформації. Виявлено зниження енергії дефекту пакування титану, тобто розщеплення дислокацій в результаті деформування в умовах всебічного стиснення на 25% при 77 К та 300 К. Встановлено аномальне збільшення модулю зсуву після деформації титану в умовах всебічного стиснення. Обговорюються механізми впливу різних видів деформації на фізико-механічні властивості металів і стопів.

We present an overview of the influence of different types of deformation with different stress distributions (rolling, drawing, deformation by hydrostatic compression method of quasi-hydroextrusion (QHE) and sequential combination of drawing and QHE at 77 K and 300 K on different physical and mechanical properties of metals and alloys: h.c.p. (Hf, Zr, Ti) and f.c.c. (Al–Mg–Li, 06Х16Н15М3B austenitic steel). The differences in the level of strength, the rate of accumulation of deformation defects, and the anisotropy of their distribution within the bulk of deformed material after drawing, rolling, and QHE are revealed. For the 06Kh16N15M3B steel as an example, we established the reasonability to use a sequence of a combined deformation by drawing with quasi-hydroextrusion for a significant increase in the strength of steel, than that after each individual type of deformation. We revealed the 25%-lowering of the stacking fault energy of titanium, i.e. splitting of dislocations due to the deformation under the uniform compression at 77 K and 300 K. The abnormal increase in shear modulus after the deformation of titanium by hydrostatic compression is revealed. Finally, we discuss the mechanisms of the influences of different types of deformation on mechanical properties of metals and alloys.