Влияние больших скоростей деформации на механическое поведение и структурообразование титанового сплава Ti–6Al–4V

Исследовано механическое поведение и структурообразование листовых образцов титанового сплава Ti–6Al–4V. Сравнивали медленную (квазистатическую) деформацию со скоростью ἐ= 0,001, 0,01, 0,1 и 1 с^–1 и быструю (динамическую) деформацию по методу Хопкинсона с ἐ = 1290, 2066, 3567 и 3828 с^–1. Определены особенности механизма структурообразования сплава Ti–6Al–4V при высокоскоростной деформации (≈3800 с^–1), заключающиеся в том, что наряду со скольжением дислокаций развивается двойникование, изменяются характеристики текстуры, присутствующей в исходном листовом материале, происходит пластическая деформация как по всему объему зерен α-фазы, так и зерен β-фазы (в то время как в квазистатическом режиме происходит в основном пластическая деформация зерен α-фазы), формируются дислокационные скопления и ячейки внутри зерен, что свидетельствует об интенсивном взаимодействии дислокаций. Установленные механизмы приводят к существенному повышению технологической пластичности титанового сплава при гидроударной штамповке по сравнению с квазистатической деформацией.

1. Влияние скорости деформации на микроструктуру и механические свойства алюминиевого сплава AA2B06-O системы Al–Cu–Mg / Б. Б. Хина [и др.] // Изв. вузов. Цветная металлургия. – 2021. – Т. 27, № 4. – С. 59–69. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2021-4-59-69

2. Покровский, А. И. Развитие технологий пластического формообразования металлов с использованием промежуточных сред (гидродинамическое выдавливание, гидроударная штамповка) // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2016. – № 1. – C. 80–92.

3. Ващенко, А. П. Экспериментальные методы и механические свойства конструкционных материалов при высокоскоростной деформации (102...105 с–1) и температурах 77...773 К // Проблемы прочности. – 2002. – № 3. – С. 55–61.

4. Brandon, D. Microstructural characterization of materials / D. Brandon, W. D. Kaplan. – Chichester, England, 2008. – 536 p. https://doi.org/10.1002/9780470727133

5. Spring-back behaviors of Ti–6Al–4V sheet under the effect of strain rate / Hao Li [et al.] // International Journal of Mechanical Sciences. – 2023. – Vol. 260. – Art. 108646. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2023.108646

6. Романовский, В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. – Л., 1979. – 520 с.

7. Замоторин, М. И. Механические испытания металлов / М. И. Замоторин, Л. П. Зайцева. – Л., 1975. – 132 с.

8. Оценка штампуемости листовых титановых сплавов / А. И. Покровский [и др.] // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. науч. тр.: в 2 кн. – Минск, 2022. – Кн. 1: Материаловедение / редкол.: В. Г. Залесский (гл. ред.) [и др.]. – С. 208–216.

9. Хоникомб, Р. Пластическая деформация металлов / Р. Хоникомб; пер. с англ. – М., 1972. – 408 с.

10. Meyers, M. A. A model for the effect of grain size on the yield strength of metals / M. A. Meyers, E. Ashworth // Philosophical Magazine A. – 1982. – Vol. 46, N 5. – P. 737–759. https://doi.org/10.1080/01418618208236928