Влияние ультразвуковой обработки на структуру материалов при интенсивной пластической деформации методом радиально-сдвиговой прокатки

На образцах меди М1 и медных сплавов марки Л63 и ЛЖМц66-4-7, полученных методом радиально-сдвиговой прокатки, установлены закономерности формирования структуры и механических свойств ультрамелкозернистой меди и ее сплавов при ультразвуковой обработке. Методом дифракции обратно рассеянных электронов определены ориентировки индивидуальных зерен, локальная текстура, а также идентифицированы фазы в исследуемых образцах. Определены локальные и общие деформации, количество рекристаллизованных и деформированных зерен, их размеры и ориентацию. Методами рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии исследована структура ультрамелкозернистых материалов и их механические свойства. Установлена связь параметров ультразвукового воздействия с микроструктурой и физико-механическими свойствами ультрамелкозернистых образцов меди и латуни. Показано, что ультразвуковое воздействие на материалы после их радиально-сдвиговой прокатки при определенных амплитудах механических напряжений способствует релаксации неравновесной структуры границ зерен и снятию, таким образом, внутренних напряжений.

1. Носкова, Н. И. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы / Н. И. Носкова, Р. Р. Мулюков. – Екатеринбург, 2003. – 279 с.

2. Valiev, R. Z. Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation / R. Z. Valiev, A. V. Korznikov, R. R. Mulyukov // Materials Science and Engineering: A. – 1993. – Vol. 168, N 2. – P. 141–148. https://doi.org/10.1016/0921-5093(93)90717-s

3. Changes in the microstructure and mechanical properties of nanomaterials under an ultrasonic wave effect / A. A. Nazarov, A. A. Samigullina, R. R. Mulyukov [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2014. – Vol. 43. – P. 153–159. https://doi.org/10.3103/s1052618814020113

4. Microstructure changes in ultrafine-grained nickel processed by high pressure torsion under ultrasonic treatment / A. A. Samigullina, A. A. Mukhametgalina, S. N. Sergeyev [et al.] // Ultrasonics. – 2018. – Vol. 82. – Р. 313–321. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2017.09.005

5. Effect of ultrasonic treatment on the strength and ductility of bulk nanostructured nickel processed by equal-сhannel angular pressing / A. A. Samigullina, A. A. Nazarov, R. R. Mulyukov [et al.] // Reviews on Advanced Materials Science. – 2014. – Vol. 39, N 1. – Р. 48–53.

6. Рубаник, В. В. Влияние ультразвука на физико-механические свойства проволоки при равноканальном угловом протягивании / В. В. Рубаник, Ю. В. Царенко // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2020. – Т. 64, № 1. – С. 94–102. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2020-64-1-94-102

7. Tensile strain of alloys with the martensitic transformation under the external impact / A. V. Frolova, Yu. V. Tsarenko, V. V. Rubanik [et al.] // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2019. – Vol. 83. – P. 1289–1293. https://doi.org/10.3103/s1062873819100071

8. Влияние радиально-сдвиговой прокатки на микроструктуру и механические свойства нержавеющей аустенитной стали 08Х18Н10Т / А. Б. Найзабеков, С. Н. Лежнев, Е. А. Панин, А. С. Арбуз // Черная металлургия. – 2020. – Т. 76, № 2. – С. 162–168.

9. Role of pre-heat treatment in the formation of a favorable fine-grained structure in copper and brass for further deformation / A. Naizabekov, I. Volokitina, E. Panin [et al.] // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. – 2023. – Vol. 58, N 4. – P. 783–787. https://doi.org/10.59957/jctm.v58i4.112

10. Ультразвуковая обработка нанометаллов, полученных деформационными методами / Ю. В. Царенко, В. В. Рубаник, В. Ф. Луцко [и др.] // Актуальные проблемы прочности: материалы Междунар. науч. конф., Витебск, 25–29 мая 2020 г. / под ред. В. В. Рубаника. – Молодечно, 2020. – С. 366–368.

11. Влияние ультразвуковой обработки на механические свойства металлов, подвергнутых интенсивной пластической деформации / В. В. Рубаник, Ю. В. Царенко, Дж. Т. Вонг, Ю. В. Ли // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2022. – Т. 66, № 3. – С. 356–364. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2022-66-3-356-364

12. Computer simulation of preliminary heat treatment and radial-shear rolling of brass / A. Naizabekov, S. Lezhnev, E. Panin [et al.] // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. – 2024. – Vol. 59, N 3. – P. 661–671. https://doi.org/10.59957/jctm.v59.i3.2024.21

13. Маркова, Л. В. Применение метода дифракции обратно рассеянных электронов в исследованиях микроструктуры при определении причин разрушения металлических конструкций / Л. В. Маркова, В. В. Коледа, Н. С. Колодинская // Приборы и методы измерений. – 2018. – Т. 9, № 3. – С. 243–253. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2018-9-3243-253

14. Effect of ultrasonic processing on the properties of ultrafine-grained brass / I. Volokitina, A. Naizabekov, S. Lezhnev [et al.] // Materiali in tehnologije. – 2024. – Vol. 58, N 3. – P. 301–307. https://doi.org/10.17222/mit.2024.1099

15. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и механические свойства ультрамелкозернистой меди и ее сплавов, полученных методом радиально-сдвиговой прокатки / А. Б. Найзабеков, С. Н. Лежнев, В. В. Рубаник [и др.] // Актуальные проблемы прочности: материалы LXVIII Междунар. науч. конф., Витебск, 27–31 мая 2024 г. / под ред. В. В. Рубаника. – Минск, 2024. – С. 330–332.