Сочетание криогенной деформации и электроимпульсной обработки как способ получения ультрамелкозернистых металлов

Проведен сравнительный анализ структуры и твердости чистых металлов с гранецентрированной кубической решеткой – алюминия, никеля и меди, подвергнутых комплексной термомеханической обработке (ТМО), включавшей изотермическую криогенную прокатку при температуре жидкого азота и последующую электроимпульсную обработку (ЭИО) токами высокой плотности. Рассмотрены основные этапы, особенности и преимущества ТМО, обеспечивающие сначала сильный наклеп обрабатываемого материала за счет деформации при отрицательных температурах, а затем его сверхбыстрый контактный электроимпульсный нагрев до заданной температуры. С использованием современных методов сканирующей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведено многоуровневое исследование структуры металлов после основных этапов ТМО с фиксацией широкого спектра ее линейных и угловых параметров. Выявлены кинетика и природа процессов трансформации структуры металлов при криопрокатке и ЭИО, их движущая сила и контролирующие факторы, а также общие закономерности и температурные интервалы активации возврата и рекристаллизации деформационной структуры под воздействием электроимпульса. На основе результатов анализа структурно-механического поведения металлов сделан вывод о том, что сочетание большой пластической криогенной деформации с последующей однократной обработкой ультракороткими импульсами переменного тока является эффективным способом получения полуфабрикатов с регламентированными параметрами их структуры и свойств, в т. ч. высокопрочного ультрамелкозернистого проката. При этом феноменология и природа упрочнения/разупрочнения металлов при криогенной прокатке и последующей обработке импульсами тока аналогичны наблюдающимся при холодной прокатке и печном отжиге.