СТРУКТУРА И ТЕКСТУРА МАГНИЯ ПОСЛЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ МЕГАПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
- Авторы: Комкова Д.А.1, Волков А.Ю.1
-
Учреждения:
- Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
- Выпуск: № 3 (2017)
- Страницы: 70-75
- Раздел: Технические науки
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/218
- DOI: https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-3-70-75
- ID: 218
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Магний и его сплавы относятся к наиболее легким металлическим конструкционным материалам, однако возможности применения магниевых сплавов на сегодняшний день сильно ограничены из-за плохой обрабатываемости и низкой пластичности при низких температурах, что связано со сложной кристаллической структурой магния и ограниченным числом активных систем скольжения. Существенно улучшить механические свойства материала можно за счет создания мелкозернистой структуры методами мегапластической деформации.
В работе с помощью метода сканирующей электронной микроскопии, EBSD-анализа и испытаний на растяжение были исследованы структура, текстура и механические свойства магниевых пластин и фольг толщиной 1 мм и 120 мкм соответственно, полученных в результате мегапластической деформации методами поперечного выдавливания (первый этап) и дальнейшей прокатки (второй этап) при комнатной температуре и при температуре около −100 °С. Суммарная истинная деформация после двух этапов составила e~6,0.
В результате деформации произошло существенное измельчение исходного размера зерна: от 7 мм до 4,5 мкм. Во всех образцах наблюдается формирование бимодальной структуры, в которой крупные зерна окружены более мелкими. Основная роль в измельчении зерна отводится процессам фрагментации и непрерывной динамической рекристаллизации. С увеличением степени деформации отмечается усиление текстуры базиса (0001). Не было обнаружено следов интенсивного двойникования, которое является одним из основных деформационных механизмов в магнии. Испытания на растяжение показали, что для 120-мкм фольги удалось достичь некоторого улучшения пластических свойств по сравнению с 1-мм пластиной.
Ключевые слова
Об авторах
Дарья Аркадьевна Комкова
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Автор, ответственный за переписку.
Email: komkova_d@imp.uran.ru
аспирант, ведущий инженер лаборатории прочности
РоссияАлексей Юрьевич Волков
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Email: volkov@imp.uran.ru
доктор технических наук, заведующий лабораторией прочности
РоссияСписок литературы
- Эмли Е.Ф. Основы технологии производства и обработки магниевых сплавов. М.: Металлургия, 1972. 192 с.
- Langdon T.G. Twenty-five years of ultrafine-grained materials: Achieving exceptional properties through grain refinement // Acta Materialia. 2013. Vol. 61. P. 7035–7059.
- Кайбышев Р.О., Ситдиков О.Ш. Структурные изменения в процессе пла-стической деформации чистого магния // Физика металлов и металловедение. 1992. № 6. С. 103–113.
- Кайбышев Р.О., Ситдиков О.Ш., Галиев А.М. Механизмы пластической деформации магния. I. Деформационное поведение крупнозернистого магния // Физика металлов и металловедение. 1995. Т. 80. № 3. С. 174–184.
- Biswas S., Dhinwal S.S., Suwas S. Roomtemperature equal channel angular extrusion of pure magnesium // Acta Materialia. 2010. Vol. 58. P. 3247–3261.
- Martin E., Mishra R.K., Jonas J.J., Czerwinski Fr. Deformation structures and recrystallization in magnesium alloys // Magnesium alloys – Design, processing and properties. InTech. 2011. P. 22–42.
- Zarandi F., Yue St., Czerwinski Fr. Magnesium sheet: challenges and opportunities // Magnesium alloys – Design, processing and properties. InTech. 2011. P. 298–317.
- Нугманов Д.Р., Исламгалиев Р.К. Структура и механические свойства сплава АМ60В после равноканального углового прессования и прокатки // Металловедение и термическая обработка металлов. 2011. № 1. C. 8–14.
- Нугманов Д.Р., Ситдиков О.Ш., Маркушев М.В. Эволюция микроструктуры магниевого сплава МА14 в процессе всесторонней изотермической ковки // Письма о материалах. 2011. Т. 1. № 4. C. 213–216.
- Нугманов Д.Р., Ситдиков О.Ш., Маркушев М.В. Структура магниевого сплава МА14 после всесторонней изотермической ковки и последующей изотермической прокатки // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 10. С. 1047–1055.
- Agnew S.R., Horton J.A., Lillo T.M., Brown D.W. Enhanced ductility in strongly textured magnesium produced by equal channel angular processing // Scripta Material. 2004. Vol. 20. P. 377–382.
- Agnew S.R., Mehrotra P., Lillo T.M. Texture evolution of five wrought magnesium alloys during route a equal channel angular extrusion: experiments and simulations // Acta Materialia. 2005. Vol. 53. P. 3135–3146.
- Agnew S.R., Mehrotra P., Lillo T.M. Crystallographic texture evolution of three wrought magnesium alloys during equal channel angular extrusion // Material Science and Engineering A. 2005. Vol. 408. P. 72–85.
- Swiostek J., Goken J., Letzig D., Kainer K.U. Hydrostatic extrusion of commercial magnesium alloys at 100°C and its influence on grain refinement and mechanical properties // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 424. P. 223–229.
- Tork N.B., Pardis N., Ebrahimi R. Investigation on the feasibility of room temperature plastic deformation of pure magnesium by simple shear extrusion process // Material Science and Engineering A. 2013. Vol. 560. P. 34–39.
- Kitahara H., Maruno F., Tsushida M., Ando S. Deformation behavior of Mg single crystals during a single ECAP pass at room temperature // Materials Science and Engineering A. 2014. Vol. 590. P. 274–280.
- Каменецкий Б.И., Соколов А.Л., Волков А.Ю., Антонова О.В., Клюкин И.В. Способ изготовления фольги из магния: патент РФ № 2563077, 2014.
- Satyam S., Gottstein G., Kumar R. Evolution of crystallographic texture during equal channel angular extrusion (ECAE) and its effects on secondary processing of magnesium // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 471. P. 1–14.
- Qin H., Zhang X., Dong Q. Microstructure and texture evolution for dynamic plastic deformed pure magnesium during isothermal annealing // Materials Science and Engineering A. 2015. Vol. 626. P. 94–101.
- Al-Samman T., Molodov K.D., Molodov D.A., Gottstein G., Suwas S. Softening and dynamic recrystallization in magnesium single crystals during c-axis compression // Acta Materialia. 2012. Vol. 60. P. 537–545.