Соотношение пластичности, способности к перегибам и навивам проволок из ультрамелкозернистых сплавов Al–0,5Fe и Al–0,5Fe–0,3Cu, полученных литьем в электромагнитный кристаллизатор


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В исследованиях таких функциональных свойств сплавов Al–Fe и Al–Fe–Cu, как способность к перегибам и навивам, а также пластичность проводов из этих сплавов, имеет место значительная степень неопределенности. Способность к перегибам и навивам определяется промышленными стандартами, однако попыток изучить связь между ними и пластичностью проводов из алюминиевых сплавов не предпринималось. Еще меньше внимания уделено проводам с ультрамелкозернистой структурой на основе алюминия, полученным электромагнитным литьем и равноканальным угловым прессованием. В данном исследовании использовались сплавы с двумя различными химическими составами (Al–0,5 вес. % Fe и Al–0,5 вес. % Fe–0,3 вес. % Cu) и двумя различными способами литья (литье в электромагнитный кристаллизатор и непрерывное литье и прокатка). Часть проводов для исследования была изготовлена методом холодного волочения (ХВ), другая – комбинацией равноканального углового прессования по схеме «Конформ» и холодного волочения (РКУП-К+ХВ) для получения крупнозернистой и ультрамелкозернистой структур соответственно. Для оценки термической стабильности проволок проводили отжиг при температуре 230 °С в течение 1 ч. Показано, что соотношение между пластичностью (удлинением до разрушения), числом навивов и числом перегибов (как до первой трещины, так и до полного разрушения образца) может различаться в зависимости от схемы деформации, типа и количества легирующих элементов в сплаве, а также способности образовывать твердые растворы.

Об авторах

Андрей Евгеньевич Медведев

Уфимский университет науки и технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: medvedevandreyrf@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8616-0042

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Россия, 450076, Россия, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Ольга Олеговна Жукова

Уфимский университет науки и технологий

Email: baykeeva.olga@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1879-9389

инженер-исследователь

Россия, 450076, Россия, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Дарья Дмитриевна Федотова

Уфимский университет науки и технологий

Email: dariafedotowa@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-7526-8309

магистр, оператор 4-го разряда НИЛ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях»

Россия, 450076, Россия, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Эльвира Динифовна Хафизова

Уфимский университет науки и технологий

Email: ela.90@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4618-412X

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Россия, 450076, Россия, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Михаил Михайлович Мотков

Сибирский федеральный университет

Email: mikhail145@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-1272-3993

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Россия, 660041, Россия, г. Красноярск, пр-т Свободный, 79

Максим Юрьевич Мурашкин

Уфимский университет науки и технологий

Email: m.murashkin.70@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9950-0336

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Россия, 450076, Россия, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Список литературы

  1. Verma R.P., Kumar L.M. A short review on aluminium alloys and welding in structural applications // Materials Today Proceeding. 2021. Vol. 46. Part 20. P. 10687–10691. doi: 10.1016/j.matpr.2021.01.447.
  2. Shuai Guoliang, Li Zhen, Zhang Diantao, Elhefnawey M., Li Li. On rough set theory on achieving high quality cable material production by green low carbon technology // Ecological Chemistry and Engineering S. 2021. Vol. 28. № 1. P. 49–59. doi: 10.2478/eces-2021-0005.
  3. Wang Shuo, Hou Jiapeng, Li Chenghui et al. Dynamic fatigue damage behaviors and mechanisms of overhead transmission Al wires at elevated temperatures // International Journal of Fatigue. 2024. Vol. 188. Article number 108515. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2024.108515.
  4. Kikuchi S., Matsuoka S., Yoshimura T., Ijiri M. Effect of natural aging by multifunction cavitation on plane bending fatigue behaviour of heat-treatable Al-Si7Mg aluminum alloys and its fatigue strength estimation // International Journal of Fatigue. 2024. Vol. 185. Article number 108352. doi: 10.1016/J.IJFATIGUE.2024.108352.
  5. Hergul A.S., Yuce M., Ayaz M., Mese E. Investigation on aluminum alloys as winding materials for alternators in wind turbines // Emerging Materials Research. 2020. Vol. 9. № 3. P. 789–795. doi: 10.1680/JEMMR.20.00096.
  6. Said J., Garcin S., Fouvry S., Cailletaud G., Yang C., Hafid F. A multi-scale strategy to predict fretting-fatigue endurance of overhead conductors // Tribology International. 2020. Vol. 143. Article number 106053. doi: 10.1016/j.triboint.2019.106053.
  7. Kalombo R.B., Reinke G., Miranda T.B., Ferreira J.L.A., Da Silva C.R.M., Araújo J.A. Experimental Study of the Fatigue Performance of Overhead Pure Aluminium Cables // Procedia Structural Integrity. 2019. Vol. 19. P. 688–697. doi: 10.1016/j.prostr.2019.12.075.
  8. Yi Huang, Langdon T.G. Advances in ultrafine-grained materials // Materials Today. 2013. Vol. 16. № 3. P. 85–93. doi: 10.1016/J.MATTOD.2013.03.004.
  9. Medvedev A.E., Zhukova O.O., Kazykhanov V.U., Shaikhulova A.F., Motkov M.M., Timofeev V.N., Enikeev N.A., Murashkin M.Yu. Unique properties of the Al-0.5Fe-0.3Cu alloy, obtained by casting into an electromagnetic crystallizer, after equal-channel angular pressing and cold drawing // Materials Physics and Mechanics. 2024. Vol. 52. № 3. P. 58–72. doi: 10.18149/MPM.5232024_6.
  10. Jiang Hongxiang, Li Shixin, Zhang Lili, He Jie, Zheng Qiuji, Song Yan, Li Yanqiang, Zhao Jiuzhou. The influence of rare earth element lanthanum on the microstructures and properties of as-cast 8176 (Al-0.5Fe) aluminum alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2021. Vol. 859. Article number 157804. doi: 10.1016/J.JALLCOM.2020.157804.
  11. Chen Peng, Fan Xiangze, Yang Qingbo, Zhang Zhiqing, Jia Zhihong, Liu Qing. Creep behavior and microstructural evolution of 8030 aluminum alloys compressed at intermediate temperature // Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 12. P. 1755–1761. doi: 10.1016/J.JMRT.2021.03.052.
  12. Жукова О.О., Медведев А.Е., Кирьянова К.Э., Медведев Е.Б., Мотков М.М. Свойства биметаллической проволоки с медной оболочкой и сердечником из сплава Al-0,5Fe-0,3Cu, полученного литьем в электромагнитный кристаллизатор // Materials. Technologies. Design. 2024. Т. 6. № 3. С. 27–33. doi: 10.54708/26587572_2024_631827.
  13. Murashkin M., Medvedev A., Kazykhanov V., Krokhin A., Raab G., Enikeev N., Valiev R.Z. Enhanced mechanical properties and electrical conductivity in ultrafine-grained Al 6101 alloy processed via ECAP-conform // Metals (Basel). 2015. Vol. 5. № 4. P. 2148–2164. doi: 10.3390/met5042148.
  14. Hou Jia-Peng, Wang Qiang, Yang Hua-Jie, Wu Xi-Mao, Li Chun-He, Zhang Zhe-Feng, Li Xiao-Wu. Fatigue and Fracture behavior of a Cold-Drawn Commercially pure aluminum wire // Materials. 2016. Vol. 9. № 9. Article number 764. doi: 10.3390/ma9090764.
  15. Kuokkala V.T., Hokka M., Isakov M. Dynamic plasticity of metals // Dynamic Behavior of Materials: Fundamentals, Material Models, and Microstructure Effects. 2024. P. 15–49. doi: 10.1016/B978-0-323-99153-7.00005-0.
  16. Shuai Linfei, Huang Tianlin, Yu Tianbo, Wu Guilin, Hansen N., Huang Xiaoxu. Segregation and precipitation stabilizing an ultrafine lamellar-structured Al–0.3%Cu alloy // Acta Materialia. 2021. Vol. 206. Article number 116595. doi: 10.1016/j.actamat.2020.116595.
  17. Медведев А.Е., Жукова О.О., Федотова Д.Д., Мурашкин М.Ю. Механические свойства, электропроводность и термостабильность проволоки из сплавов системы Al–Fe, полученных литьем в электромагнитный кристаллизатор // Frontier Materials & Technologies. 2022. № 3-1. С. 96–105. doi: 10.18323/2782-4039-2022-3-1-96-105.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Медведев А.Е., Жукова О.О., Федотова Д.Д., Хафизова Э.Д., Мотков М.М., Мурашкин М.Ю., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах