СРАВНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И РАСЧЕТНЫХ ОЦЕНОК ПРОЧНОСТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Cu/Mg-КОМПОЗИТОВ С РАЗНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ КОМПОНЕНТОВ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Существующие модельные представления позволяют с той или иной точностью оценить физикомеханические свойства материалов еще на стадии их обсуждения, без длительных процедур получения и проведения испытаний. К примеру, при оценке свойств композитов в настоящее время все шире используется «правило смесей», позволяющее вычислить прочностные свойства и электросопротивление композитных материалов на основе вкладов, которые определяются объемными долями компонентов. Очевидно, что «правило смесей», как и все модельные подходы, имеет свои ограничения, которые хотелось бы оценить на одном композите с разными объемными долями компонентов. Методом гидроэкструзии получены три Cu/Mg-композитных прутка, в медной матрице которых содержится 1, 7 и 49 тонких магниевых волокон. Выполнены оценочные расчеты прочностных свойств и электросопротивления деформированных композитов с использованием «правила смесей». Проведено сравнение расчетных данных с экспериментальными результатами. Показано, что наиболее полное соответствие результатов расчета и экспериментальных данных наблюдается в композитах с 7 и 49 магниевыми волокнами. В свою очередь, расчетные прочностные свойства сильно отклоняются от эксперимента в случае практически одинаковых объемов компонентов в одножильном композите. Это вызвано различием механизмов деформации медной матрицы с ГЦК-решеткой и ГПУволокна из магния. Результаты, полученные для композита с 49 магниевыми волокнами, наводят на мысль о начальных стадиях формирования новых фаз на Cu/Mg-интерфейсе вследствие процессов механосплавления при ИПД.

Об авторах

А. Ю. Волков

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: volkov@imp.uran.ru

Волков Алексей Юрьевич, доктор технических наук, заведующий лабораторией прочности

620108, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

Россия

А. А. Калонов

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук

Email: kalonov@imp.uran.ru

Калонов Аъзамбек Атхамович, аспирант, инженер-исследователь лаборатории прочности

620108, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

Россия

Список литературы

  1. Осинцев О.Е., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. М.: Машиностроение, 2004. 336 с.
  2. Дерягина И.Л., Попова Е.Н., Валова-Захаревская Е.Г., Патраков Е.И. Структура и термическая стабильность высокопрочного нанокомпозита Cu-18Nb в зависимости от степени деформации // Физика металлов и металловедение. 2018. Т. 119. № 1. С. 99–108.
  3. Wang P.P., Wang X.J., Du J.L., Ren F., Zhang Y., Zhan X., Fu E.G. The temperature and size effect on the electrical resistivity of Cu/V multilayer films // Acta Materialia. 2017. Vol. 126. P. 294–301.
  4. Ko Y.G., Namgung S., Lee B.U., Shin D.H. Mechanical and electrical responses of nanostructured Cu-3 wt %Ag alloy fabricated by ECAP and cold rolling // Journal of Alloys and Compounds. 2010. Vol. 504. № Suppl. 1. P. S448–S451.
  5. Kim G., Chai X., Yu L., Cheng X., Gianola D.S. Interplay between grain boundary segregation and electrical resistivity in dilute nanocrystalline Cu alloys // Scripta Materialia. 2016. Vol. 123. P. 113–117.
  6. Zhao S., Zheng Z., Huang Z., Dong S., Luo P., Zhang Z., Wang Y. Cu matrix composites reinforced with aligned carbon nanotubes: Mechanical, electrical and thermal properties // Materials Science and Engineering A. 2016. Vol. 675. P. 82–91.
  7. Исламгалиев Р.К., Нестеров К.М., Валиев Р.З. Структура, прочность и электропроводность медного сплава системы Cu-Cr, подвергнутого интенсивной пластической деформации // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 2. С. 219–228.
  8. Wang F., Wakoh K., Li Y., Ito S., Yamanaka K., Koizumi Y., Chiba A.. Study of microstructure evolution and properties of Cu-Fe microcomposites produced by a pre-alloyed powder method // Materials and Design. 2017. Vol. 126. P. 64–72.
  9. Lyu S., Sun Y., Ren L., Xiao W., Ma C. Simultaneously achieving high tensile strength and fracture toughness of Ti/Ti-Al multilayered composites // Intermetallics. 2017. Vol. 90. P. 16–22.
  10. Костина А.Е., Волков А.Ю. Влияние длительных отжигов на структуру и свойства деформированного сплава Cu-8at.%Pd // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2017. № 3. С. 76–83.
  11. Комкова Д.А., Волков А.Ю. Структура и текстура магния после низкотемпературной мегапластической деформации // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2017. № 3. С. 70–75.
  12. Комкова Д.А., Волков А.Ю. Температурная аномалия прочностных свойств в деформированной магниевой фольге // Металловедение и термическая обработка металлов. 2017. № 12. С. 11–17.
  13. Nonaka K., Sakazawa T., Nakajima H. Reaction Diffusion in Mg-Cu System // Materials Transactions, JIM. 1995. Vol. 36. № 12. P. 1463–1466.
  14. Volkov A.Yu., Novikova O.S., Antonov B.D. The kinetics of ordering in an equiatomic CuPd alloy: A resistometric study // Journal Alloys and Compounds. 2013. Vol. 581. P. 625–631.
  15. Feng B., Xin Y., Sun Z., Yu H., Wang J., Liu Q. On the rule of mixtures for bimetal composites // Materials Science and Engineering A. 2017. Vol. 704. P. 173–180.
  16. Волков А.Ю., Новикова О.С., Костина А.Е., Антонов Б.Д. Изменение электрических и механических свойств меди при легировании палладием // Физика металлов и металловедение. 2016. Т. 117. № 9. С. 977–986.
  17. Volkov A.Yu., Kliukin I.V. Improving the mechanical properties of pure magnesium through cold hydrostatic extrusion and low-temperature annealing // Materials Science and Engineering A. 2015. Vol. 627. P. 56–60.
  18. Эйдензон М.А. Магний. М.: Металлургия, 1969. 352 с.
  19. Толмачев Т.П., Пилюгин В.П., Анчаров А.И., Чернышев Е.Г., Пацелов А.М. Образование, структура и свойства сплавов системы Au-Co, полученных интенсивной пластической деформацией под давлением // Физика металлов и металловедение. 2016. Т. 117. № 2. С. 155–162.
  20. Tanaka K., Nishino D., Hayashi K., Ikeuchi S., Kondo R., Takeshita H.T.. Formation of Mg2Cu at low temperature in Mg/Cu super-laminate composites during initial hydrogenation // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42. № 35. P. 22502–22510.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,



Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах