No abstract

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва Институт физики твердого тела (ИФТТ) РАН, г. Черноголовка, Московская обл. Руанский университет, г. Сент-Этьенн-де-Руврэ, Франция Уфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ) Черкасский национальный университет (ЧНУ) им. Б. Хмельницкого, Украина

Аннотация. Представлены результаты исследований ультрамелкозернистой (УМЗ) стали 10, полученной методом равноканального углового прессования (РКУП) при 200 °С. На полученных образцах проведен комплексный анализ конструкционной прочности, включая статичес-кие испытания на растяжение и анализ ударной вязкости и трещиностойкости. Прочность стали 10 возрастает после РКУП в 2,5 раза. При заданном режиме РКУП практически не изменяется порог хладноломкости стали 10, однако сужается интервал вязко-хрупкого перехода. Расчет трещиностойкости показал, что К 1С стали 10 с УМЗ структурой не только не уменьшается по сравнению с этим показателем стали в исходном состоянии, но и даже несколько возрастает. Анализ коррозионной стойкости стали свидетельствует, что скорость коррозии образцов без покрытия из стали 10 после РКУП несколько выше по сравнению с исходным состоянием. Однако скорость коррозии стали после РКУП с покрытием примерно в два раза ниже по сравнению со сталью в исходном состоянии с покрытием. В работе обсуждена природа наблюдаемых закономерностей.Ключевые слова: малоуглеродистая сталь 10, равноканальное угловое прессование, механические свойства, ультрамелкозернистая структура, коррозионная стойкость. E-MAIL:RZValiev@mail.rb.ru В своих исследованиях профессор Э.В. Козлов зна-чительное внимание уделяет металлам и сплавам с ультра мелкозернистой (УМЗ) структурой. Целый ряд оригинальных работ посвящен необычным механичес-ким свойствам УМЗ материалов, механизмам их проч-ности и пластичности [1 -3].Как известно, для получения наноструктурных ме-таллов с размерами зерен в субмикронном диапазоне наиболее широко используются методы интенсивной пластической деформации [1 -4]. Такие УМЗ материа лы обладают высокими прочностными характеристиками, что весьма привлекательно для их внедрения в различные области техники [4 -6]. Однако, несмотря на значитель-ное количество публикаций, посвященных исследованию УМЗ материалов, практически отсутствуют сведения об их служебных свойствах (ударной вязкости, трещи-ностойкости, коррозионной стойкости [7, 8]), хотя для конструкционных применений УМЗ материалов именно эти свойства будут становиться все более значимыми. В настоящей работе впервые проведено комплекс-ное исследование конструктивной прочности и корро-зионной стойкости стали 10 в исходном состоянии и с УМЗ структурой, полученной методом равноканально-го углового прессования (РКУП).В качестве исследуемого материала была использо-вана малоуглеродистая сталь 10, содержащая 0,11 % С, в исходном состоянии (горячекатаное состояние) со средним размером зерен около 20 мкм, а также в УМЗ состоянии, полученном путем равноканального углово-го прессования при 200 °С (4 и 6 проходов, маршрут Bc, угол φ = 120° [4]). Перед РКУП заготовки в виде прут-ков были закалены от 880 °С в воде.Исследования микроструктуры стали 10 проводи-ли с помощью просвечивающего электронного ми-кроскопа JEOLJEM2100 при ускоряющем напряжении 200 кВ. Твердость стали определяли на твердомере ТН 300. Прочностные характеристики стали при рас-тяжении исследовали на разры...

No abstract

INVESTIGATION OF METAL PLASTICITY IN SHEAR BASED ON RESULTS OF SAMPLE TESTS BY MEANS OF TORSION COMBINED WITH TENSION (COMPRESSION)Abstract. The infl uence of the ratio of axial and angular velocities of deformation on the stress state of samples under torsion combined with tension (compression) is shown. The technique of metal plasticity estimation based on the sample test by means of torsion combined with tension (compression) is proposed.Keywords: metal plasticity, stress state, metal damage, torsion of samples.Для расчета основных технологических параметров процесса обработки металлов давлением (силы дефор-мирования, формоизменения заготовки, поврежденнос-ти металла и т.д.) необходимы экспериментальные данные о сопротивлении деформации и пластичности металлов.Обработка заготовок по схеме деформации, близкой к сдвигу, осуществляется в следующих процессах: про-катка тонких листов, волочение тонкостенных труб на цилиндрической оправке, деформация металла в кону-се захвата при прошивке сплошных заготовок способом винтовой прокатки, интенсивная пластическая дефор-мация (ИПД) угловым прессованием и др.Основными требованиями, предъявляемыми к ис-пытаниям образцов на пластичность, являются пос-тоянство напряженного состояния этих образцов и сох ранение монотонности деформации в течение всего опыта, высокая точность определения параметров на-пряженно-деформированного состояния в месте разру-шения, обеспечение изменения показателей напряжен-ного состояния в диапазоне, достаточном для анализа различных способов обработки металлов давлением, простота и удобство реализации испытания, возмож-ность достижения высоких деформаций. Последнее требование имеет большое значение для процессов ИПД, так как в них реализуется деформация заготов-ки, близкая к сдвигу, в частности, при равноканальном угловом прессовании (РКУП), когда заготовка проходит через зону сопряжения каналов приблизительно рав-ных поперечных сечений, выполненных в специальной оснастке. Такая форма инструмента позволяет много-кратно деформировать заготовку и достигать высоких (ε i = 4 ÷ 8) значений деформации, что является одним из необходимых условий при формировании ультра-мелкозернистой структуры материала.Для исследования пластичности металла в усло-виях плоской деформации в литературе предложены различные испытания: растяжение и изгиб плоских образ цов Кручение цилиндрических образцов в камере вы-сокого давления наиболее полно удовлетворяет выше-указанным требованиям, но имеет существенный не-достаток -изготовление и эксплуатация оборудования для реализации этой схемы испытания характеризуется большими материальными и финансовыми затрата-ми, трудоемкостью, сложностью. Поэтому разработка прос той в реализации методики исследования пластич-ности металла с высоким (ε i > 1) уровнем накопленной деформации при схеме, близкой к сдвигу, является ак-туальной задачей.Последние два десятилетия характеризуются актив-ным использованием вычислительной техники, различ-* Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России и Рос-сийского фонда фундаментальных исследований в р...