Влияние равноканального углового прессования на структуру и механические свойства сплава Al–6Ca–3Ce

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияния равноканального углового прессования (РКУП) на структуру и механические свойства опытного алюминиевого сплава эвтектического состава Al–6Ca–3Ce (вес.%). РКУП заготовок в исходно литом состоянии осуществляли в изотермических условиях при температуре 200°С за 4 прохода, используя маршрут прессования BC. Установлено, что в результате РКУП одновременно улучшается прочность (в 2 раза) и пластичность сплава (в 5–15 раз). Выявлена анизотропия свойств: прочность в поперечном направлении ниже на 5–15%, а относительное удлинение выше в 3 раза по сравнению с соответствующими характеристиками в продольном направлении. Достигнутый комплекс свойств обусловлен формированием ультрамелкозернистой структуры с невысокой плотностью дислокаций и измельчением частиц эвтектики. Более высокая пластичность образца в поперечном направлении обусловлена меньшей протяженностью границ эвтектических частиц, тормозящих движение дислокаций.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Андреев

Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН

Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва

М. А. Барыкин

НИТУ МИСИС

Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва

Р. Д. Карелин

Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН; НИТУ МИСИС

Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва; Москва

В. С. Комаров

Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН; НИТУ МИСИС

Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва; Москва

Е. А. Наумова

НИТУ МИСИС

Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва

С. О. Рогачев

Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН; НИТУ МИСИС

Автор, ответственный за переписку.
Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва; Москва

Н. Ю. Табачкова

НИТУ МИСИС

Email: csaap@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Наумова Е.А., Васина М.А., Черногорова О.П., Рогачев С.О., Задорожный М.Ю., Бобрышева А.О. Исследование влияния церия на структуру и свойства кальцийсодержащих алюминиевых сплавов // Металлург. 2023. № 9. С. 49–57.
  2. Shurkin P.K., Letyagin N.V., Yakushkova A.I., Samoshina M.E., Ozherelkov D.Y., Akopyan T.K. Remarkable thermal stability of the Al–Ca–Ni–Mn alloy manufactured by laser-powder bed fusion // Mater. Letters. 2021. V. 285. P. 129074.
  3. Akopyan T.K., Belov N.A., Lukyanchuk A.A., Letyagin N.V., Sviridova Т.А., Petrova A.N., Fortuna A.S., Musin A.F. Effect of high pressure torsion on the precipitation hardening in Al–Ca–La based eutectic alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2021. V. 802. P. 140063.
  4. Акопян Т.К., Летягин Н.В., Белов Н.А., Кошмин А.Н., Гизатулин Д.Ш. Анализ микроструктуры и механических свойств нового деформируемого сплава на основе ((Al) + Al4(Ca,La))-эвтектики // ФММ. 2020. Т. 121. № 9. С. 1003–1008.
  5. Shen S., Wu C., Li Y., Huang Y., Huang W., Zhang P., Zhong S., Lu Y., Luo G., Gan Z., Liu J. Refining mechanism and elevated-temperature mechanical properties of Al–Ce alloys solidified under super gravity field // Mater. Sci. Eng. A. 2023. V. 879. P. 145191.
  6. Weiss D. Improved High-Temperature Aluminum Alloys Containing Cerium // J. Mater. Eng. Performance. 2019. V. 28. N 4. P. 1903–1908.
  7. Czerwinski F. Cerium in aluminum alloys // J. Mater. Sci. 2020. V. 55. № 1. P. 24–72.
  8. Добромыслов А.В., Талуц Н.И. Структура сплавов системы Al–Fe, изготовленных разными методами, после интенсивной пластической деформации под давлением // ФММ. 2017. Т. 118. № 6. С. 595–602.
  9. Cepeda-Jiménez C.M., García-Infanta J.M., Zhilyaev A.P., Ruano O.A., Carreño F. Influence of the thermal treatment on the deformation-induced precipitation of a hypoeutectic Al–7 wt% Si casting alloy deformed by high-pressure torsion // J. Alloys Comp. 2011. V. 509. P. 636–643.
  10. Estrin J., Murashkin M., Valiev R. Ultrafine-grained aluminium alloys: processes, structural features and properties / in Fundamentals of aluminium metallurgy, by eds R.N. Lumley, Woodhead Publishing, UK, 2011. P. 468–503.
  11. Ширинкина И.Г., Петрова А.Н., Бродова И.Г., Пилюгин В.П., Антонова О.В. Фазовые и структурные превращения в алюминиевом сплаве АМц при разных методах интенсивной пластической деформации // ФММ. 2012. Т. 113. № 2. С. 181–186.
  12. Rogachev S.O., Naumova E.A., Lukina E.A., Zavodov A.V., Khatkevich V.M. High strength Al–La, Al–Ce, and Al–Ni eutectic aluminum alloys obtained by high-pressure torsion // Materials. 2021. V. 14. P. 6404.
  13. Rogachev S.O., Zavodov A.V., Naumova E.A., Chernenok T.V., Lukina E.A., Zadorozhnyy M.Yu. Improvement of strength–ductility balance of Al–Ca–Mn–Fe alloy by severe plastic deformation // Mater. Letters. 2023. V. 349. P. 134797.
  14. Glezer A.M. On the Relation between the Strength and the Plasticity of Metallic Materials // Russian Metallurgy (Metally). 2016. V. 2016. № 10. P. 906–907.
  15. Рогачев С.О. К управлению деформационным упрочнением и пластичностью металлических материалов в широком диапазоне температур // Деформация и разрушение материалов. 2023. № 10. С. 2–9.
  16. Murashkin M.Y., Sabirov I., Medvedev A.E., Enikeev N.A., Lefebvre W., Valiev R.Z., Sauvage X. Mechanical and electrical properties of an ultrafine grained Al–8.5 wt.% RE (RE= 5.4 wt.% Ce, 3.1 wt.% La) alloy processed by severe plastic deformation // Mater. Design. 2016. V. 90. P. 433–442.
  17. Medvedev A.E., Murashkin M.Y., Enikeev N.A., Bikmukhametov I., Valiev R.Z., Hodgson P.D., Lapovok R. Effect of the eutectic Al–(Ce,La) phase morphology on microstructure, mechanical properties, electrical conductivity and heat resistance of Al–4.5(Ce,La) alloy after SPD and subsequent annealing // J. Alloys Compounds. 2019. V. 796. P. 321–330.
  18. Рогачев С.О., Наумова Е.А., Табачкова Н.Ю., Тен Д.В., Сундеев Р.В., Задорожный М.Ю. Влияние кручения под высоким давлением на структуру и механические свойства сплава Al–Ca–Cu // ФММ. 2023. Т. 124. № 6. С. 550–556.
  19. Ivanisenko Yu., Lojkowski W., Valiev R.Z., Fecht H.-J. The mechanism of formation of nanostructure and dissolution of cementite in a pearlitic steel during high pressure torsion // Acta Mater. 2003. V. 51. N. 18. P. 5555–5570.
  20. Sauvage X., Cuvilly F., Russell A., Edalati K. Understanding the role of Ca segregation on thermal stability, electrical resistivity and mechanical strength of nanostructured aluminum // Mater. Sci. Eng. A. 2020. V. 798. P. 140108.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроструктура сплава Al–6Ca–3Ce в литом состоянии (оптическая микроскопия).

Скачать (42KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микроструктура сплава Al–6Ca–3Ce, сформировавшаяся в результате РКУП, в поперечном (а) и продольном (б) сечении образца (оптическая микроскопия). Стрелкой указано направление прессования.

Скачать (82KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроструктура сплава Al–6Ca–3Ce после РКУП, наблюдающаяся в поперечном (а, б) и продольном (в, г) сечении образца (просвечивающая микроскопия). На рис. 3а: 1, 2 — области, в которых проведен МРСА-анализ.

Скачать (82KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты МРСА-анализа сплава Al–6Ca–3Ce после РКУП: (а) спектр в области № 1 на рис. 3а; (б) спектр в области № 2 на рис. 3а.

Скачать (29KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Рентгенограммы сплава Al–6Ca–3Ce после РКУП, полученные в продольном и поперечном сечении образца.

Скачать (29KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кривые растяжения сплава Al–6Ca–3Ce до и после РКУП.

Скачать (14KB)
Метаданные