Гирфанова А.А., Астанин В.В., Астанин В.В

УГАТУ, Уфа, Россия

[email protected]

Известно, что материалы с ультрамелкозернистой (УМЗ) структурой облада- ют повышенной прочностью [1], но в то же время при холодной деформации обла- дают склонностью к локализации деформации, которая приводит к специфическо- му характеру разрушения. В настоящей работе рассматриваются особенности де- формации и разрушения пластин из титанового сплава ВТ6 с использованием ме- тода акустической эмиссии (АЭ) и программного комплекса анализа полей дефор- маций Vic-3D.

Для получения УМЗ структуры применяли многократную ковку со сменой осей деформации заготовок в условиях постепенного охлаждения от 800 до 650 °С. Далее осадкой были получены пластины толщиной 15 мм. На заключительном эта- пе пластины прокатывали на изотермическом стане без оболочки при температуре

500 °С со скоростью деформации 5 ×10-3с-1, степенью обжатия 10% за проход со

сменой направления прокатки на 90° [2]. Суммарная степень деформации состави- ла е = 3. Для выравнивания листов, снятия остаточных напряжений и формирова- ния зеренной структуры был применен крип-отжиг, который проводился на гид- равлическом прессе при температуре 550 ○С с выдержкой 10 минут.

Структура после ковки имеет смешанный характер. Наряду с зернами суб- микрокристаллического размера, присутствуют дислокационные ячейки. Средний размер структурных составляющих порядка 460 нм. Изотермическая прокатка при- вела к уменьшению размеров фрагментов структуры. После прокатки структура более однородна в отличие от структуры после ковки. Размер структурных состав- ляющих после прокатки порядка 160 нм. В результате крип-отжига размер зерен вырос до 270 нм, доля релаксированных зерен существенно увеличилась, при этом границы стали более четко очерченными и прямолинейными.

Испытания образцов проводились на разрывной машине INSTRON 5982 по методике испытаний на одноосное растяжение со скоростью нагружения 1 мм/мин. Регистрация сигналов АЭ проводилась на лабораторном программно-аппаратном комплексе МАЛАХИТ АС-12А. Исследование полей перемещений и деформаций при одноосном растяжении пластин проводилось с использованием цифровой оп- тической системы Vic-3D.

По результатам механических испытаний и данных АЭ были построены гра- фики. Для возможности сопоставления результатов данные представлены в виде зависимостей от времени. Пластическая деформация УМЗ титана и его сплавов протекает преимущественно кооперированным сдвигом в виде деформационной полосы или креста и сопровождается формированием микротрещин, вызывающих акустическую активность. Стадии деформации и разрушения рассмотрены с анали- зом поля перемещений, полученных с использованием цифровой оптической сис- темы Vic-3D.

1. Валиев Р. З., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсив- ной пластической деформацией. - М.: Логос, 2000.- 272с.

2. Астанин В.В., Кайбышев О.А. Способ изготовления листового полуфабриката из тита- нового сплава. Патент RU № 2320771

ВЛИЯНИЕ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ИОННО-ДУГОВОЙ ОБРАБОТКОЙ Zr+ НА МЕХАНИЧЕКИЕ СВОЙСТВА И УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СТАЛИ 12Х1МФ

Дата добавления: 2017-01-14