Скрипняк Н.В., Скрипняк В.А., Козулин А.А

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫХ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ОСЕВОМ СЖАТИИ

Томский государственный университет, Томск, Россия,

[e-mail]

В настоящее время ведутся интенсивные работы по разработке технологий повышения прочностных свойств магниевых сплавов, которые должны обеспечить качественное повышение эффективности в автомобильной, авиационной и косми- ческой технике, судов, медицинских имплантатов и оборудования, энергетических установок, спортивного инвентаря. Основным препятствием к применению новых поколений магниевых сплавов, включая сплавы с ультрамелкозернистой структу- рой, с высокими удельными прочностными свойствами остается недостаточная изученность закономерностей влияния структуры на комплекс механических свойств. Известно, что значимость влияния структурных факторов на прочностные и деформативные свойства ультрамелкозернистых материалов может изменяться в зависимости от условий нагружения.

Целью работы были исследования прочностных свойств магниевых сплавов Ma2-1 после обработки методами интенсивной пластической деформации при ква- зистатическом осевом сжатии. Исследования механического поведения образцов магниевых сплавов в различных структурных состояниях выполнены с использо- ванием универсальной испытательной машины Instron VHS 40/50.

Испытания проводились на призматических образцах с размерами основания 5 мм и высотой 12 мм. Образцы из сплава в состоянии поставки изготавливались из проката круглого сечения диаметром 60 мм. Образцы вырезались механическим способом так, что их ось была параллельна оси проката. Образцы в ультрамелко- зернистом состоянии были изготовлены из образцов сплава Ма2-1, подвергнутых многократному равноканальному угловому прессованию (РКУП) при температуре 280 °С.

В результате выполненных исследований получены экспериментальные зави- симости напряжения течения легких магниевых сплавов от степени деформации в условиях квазистатического осевого сжатия. Показано, что характеристики конст- рукционной прочности (временное сопротивление разрушению, предельная де- формация до разрушения в условиях осевого сжатия) у магниевого сплава Ma2-1 увеличиваются с ростом скорости деформации. Эффект наблюдается как в сплавах с крупнокристаллической структурой, так и в сплавах с мелкозернистой структу- рой.

Эффект повышения сопротивления пластической деформации, в рассмотрен- ных магниевых сплавах с УМЗ структурой, сопровождается увеличением пластич- ности в условиях квазистатического, так и высокоскоростного сжатия. Для получе- ния более подробного представления о влиянии структуры на деформацию и раз- рушение необходим дополнительный фрактографический анализ поверхностей разрушения.

Полученные данные о механическом поведении и динамической прочности легких магниевых сплавов в широком диапазоне скоростей нагружения составляют научную базу для создания прогностических многоуровневых моделей в рамках вычислительной механики материалов.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федера- ции МК-3066.2012.8.

Дата добавления: 2017-01-14