Влияние старения на микротвердость и электропроводность сплава Cu–2 вес. % Be
- Авторы: Зайнуллина Л.И.1, Саркеева Е.А.1, Александров И.В.1, Валиев Р.З.1
-
Учреждения:
- Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
- Выпуск: № 3-1 (2022)
- Страницы: 69-75
- Раздел: Статьи
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/556
- DOI: https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-3-1-69-75
- ID: 556
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Изделия из бериллиевых бронз получили широкое распространение в промышленности благодаря уникальному комплексу свойств: высокой теплопроводности, прочности, твердости, износостойкости, коррозионной стойкости. Они не магнитные и не дают искры при ударе, поэтому незаменимы для изготовления искробезопасных инструментов. Сплавы данной системы применяются в электротехнической промышленности, следовательно, стоит уделять внимание повышению электропроводности материалов. Работа посвящена исследованию микроструктуры, микротвердости и электропроводности сплава Cu‒2 вес. % Be, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК). Проведены исследования микроструктуры и тонкой структуры сплава в различных состояниях. Показано, что ИПДК приводит к формированию ультрамелкозернистого наноструктурного (УМЗ НС) состояния со средним размером зерен/субзерен 22±1 нм. Дальнейшее старение образцов после ИПДК привело к незначительному увеличению размера зерен/субзерен до 31±1 нм. В обоих состояниях прослеживаются наноразмерные деформационные двойники. Проведены исследования зависимости микротвердости и электропроводности сплава после ИПДК от времени последующего старения. Установлено, что микротвердость возрастает с 122±3 HV в исходном состоянии до 525±8 HV после ИПДК и старения. Показано, что электропроводность значительно лучше восстанавливается после проведения старения УМЗ НС состояния по сравнению с исходным состоянием. Электропроводность УМЗ НС состояния возросла с 14,5±0,1 % IACS до значения 27,5±0,6 % IACS при условиях, аналогичных случаю старения исходного состояния. Таким образом, в результате данных обработок сплав Cu–2 вес. % Be характеризуется повышенными прочностными свойствами и электропроводностью.
Ключевые слова
Об авторах
Лилия Ильгизовна Зайнуллина
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Автор, ответственный за переписку.
Email: ZaynullinaLI@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6116-1535
старший преподаватель кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияЕлена Александровна Саркеева
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: Sarkeeva.e@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-0357-8161
старший преподаватель кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияИгорь Васильевич Александров
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: igorvalexandrov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4789-4713
доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияРуслан Зуфарович Валиев
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: valiev.rz@ugatu.su
ORCID iD: 0000-0003-4340-4067
доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияСписок литературы
- Montecinos S., Tognana S., Gonzalez C., Salgueiro W. Influence of the load on the elastic modulus determined from nanoindentation measurements in a Cu-2Be alloy with different microstructures // Engineering Research Express. 2021. Vol. 3. Article number 035025. doi: 10.1088/2631-8695/ac1a5b.
- Zinkle S.J. Evaluation of high strength, high conductivity CuNiBe alloys for fusion energy applications // Journal of Nuclear Materials. 2014. Vol. 449. № 1-3. P. 277–289. doi: 10.1016/j.jnucmat.2013.09.007.
- Zhou Y.J., Song K.X., Xing J.D., Zhang Y.M. Precipitation behavior and properties of aged Cu-0.23Be-0.84Co alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 658. P. 920–930. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.10.290.
- Мысик Р.К., Логинов Ю.Н., Сулицин А.В. Литье и обработка бронз со специальными свойствами. Екатеринбург: УГТУ, 2008. 312 с. EDN: VRKUKV.
- Jen K.P., Xu L., Hylinski S., Gildersleeve N. Over-aging effect on fracture toughness of beryllium copper alloy C17200 // Journal of Materials Engineering and Performance. 2008. Vol. 17. № 5. P. 714–724. doi: 10.1007/s11665-007-9193-1.
- Khachaturyan A.G., Laughlin D.E. Structural transformations during decomposition in CuBe alloys // Acta Metallurgica Et Materialia. 1990. Vol. 38. № 10. P. 1823–1835. doi: 10.1016/0956-7151(90)90294-Q.
- Koo Y.M., Cohen J.B. The structure of GP zones in Cu-10.9 at.% Be // Acta metallurgica. 1989. Vol. 37. № 5. P. 1295–1306. doi: 10.1016/0001-6160(89)90159-4.
- Zhang H., Jiang Y., Xie J., Li Y., Yue L. Precipitation behavior, microstructure and properties of aged Cu-1.7 wt% Be alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol. 773. P. 1121–1130. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.09.296.
- Zhang W., Zhao Z., Fang J., He P., Chao Z., Gong D., Chen G., Jiang L. Evolution and strengthening mechanism of metastable precipitates in Cu-2.0 wt% Be alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2021. Vol. 857. Article number 157601. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.157601.
- Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation // Progress in Materials Science. 2000. Vol. 45. № 2. P. 103–189. doi: 10.1016/S0079-6425(99)00007-9.
- Murashkin M.Y., Sabirov I., Sauvage X., Valiev R.Z. Nanostructured Al and Cu alloys with superior strength and electrical conductivity // Journal of Materials Science. 2016. Vol. 51. № 1. P. 33–49. doi: 10.1007/s10853-015-9354-9.
- Sabirov I., Enikeev N., Murashkin M., Valiev R. Bulk Nanostructured Materials with Multifunctional Properties. Heidellberg: Springer, 2015. 118 p. doi: 10.1007/978-3-319-19599-5.
- Lomakin I., Castillo-Rodriguez M., Sauvage X. Microstructure, mechanical properties and aging behaviour of nanocrystalline copper-beryllium alloy // Materials Science and Engineering A. 2019. Vol. 744. P. 206–214. doi: 10.1016/j.msea.2018.12.011.
- Lomakin I., Nigmatullina A., Sauvage X. Mechanism of large strain accommodation assisted by shear localization in a precipitation-hardened Cu–Be alloy // Materials Science and Engineering A. 2021. Vol. 823. Article number 141760. doi: 10.1016/j.msea.2021.141760.
- Tang Y.Ch., Kang Y.L., Yue L.J., Xiao-Liang J. Precipitation behavior of Cu-1.9Be-0.3Ni-0.15Co alloy during aging // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2015. Vol. 28. № 3. P. 307–315. doi: 10.1007/s40195-014-0198-0.
- Watanabe C., Monzen R., Ii S., Tsuchiya K. Microstructure and aging behavior of Cu-Be alloy processed by high-pressure torsion // Materials Science Forum. 2014. Vol. 783-786. P. 2707–2712. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/MSF.783-786.2707' target='_blank'>www.scientific.net/MSF.783-786.2707.
- Hillel G., Meshi L., Shimon S., Kalabukhov S., Frage N., Zaretsky E.B. Shock wave study of precipitation hardening of beryllium copper // Materials Science and Engineering A. 2022. Vol. 834. Article number 142599. doi: 10.1016/j.msea.2022.142599.
- Kızılaslan A., Altınsoy İ. The mechanism of two-step increase in hardness of precipitation hardened CuCoNiBe alloys and characterization of precipitates // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 701. P. 116–121. doi: 10.1016/j.jallcom.2017.01.101.
- Guoliang X., Qiangsong W., Xujun M., Baiqing X., Lijun P. The precipitation behavior and strengthening of a Cu–2.0 wt% Be alloy // Materials Science and Engineering A. 2012. Vol. 558. P. 326–330. doi: 10.1016/j.msea.2012.08.007.
- Huang X., Xie G., Liu X., Fu H., Shao L., Hao Z. The influence of precipitation transformation on Young’s modulus and strengthening mechanism of a Cu–Be binary alloy // Materials Science and Engineering A. 2020. Vol. 772. Article number 138592. doi: 10.1016/j.msea.2019.138592.
Дополнительные файлы
