Актуальные проблемы в машиностроении №2 2015

358 / 460

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
358
УДК 669.295:621.785
ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ СХЕМ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ
И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
В.В. СТОЛЯРОВ, доктор техн. наук, профессор
(ИМАШ РАН, г. Москва)
Столяров В.В.- 101990, г. Москва, Малый Харитоньевский пер., 4,
Институт машиноведения РАН,
e-mail:
Исследовано влияние комбинированных схем интенсивной пластической деформации
с последующей прокаткой без тока и с током на деформируемость, эволюцию
микроструктуры и механические свойства титановых сплавов. Показано, что применение
комбинированных схем деформации позволяет создать ряд новых наноструктурных и
ультрамелкозернистых состояний с высоким уровнем прочности и пластичности.
Импульсный ток в процессе деформации стимулирует структурное измельчение, повышение
прочности и деформируемости.
Ключевые слова: интенсивная пластическая деформация, прокатка, микроструктура,
прочность, пластичность
Введение
Наноструктурирование металлических материалов является одним из приоритетных
направлений, позволяющих значительно влиять на их физико-механические свойства.
Комбинация методов интенсивной пластической деформации «сверху-вниз» в сочетании с
традиционными методами обработки давлением может служить физической основой для
объемного структурного измельчения полуфабрикатов[1, 2]. Критическим моментом в такой
последовательности является деформируемость материалов, т.е. величина достигнутой
максимальной деформации без разрушения. В этой связи холодная прокатка
ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов [3, 4], в том числе с током [5], рассматривается как
финишная операция, способствующая дополнительному измельчению структуры,
повышению прочности, пластичности, а также деформационной способности материалов. В
работе исследуется влияние комбинации деформационных методов на структуру и
механические свойства титановых сплавов.
Методика и материалы
В качестве материалов исследования выбраны титановые сплавы ВТ1-0, Grade-2,
Grade-4 и сплав с памятью формы Ti49.4Ni50.6 в крупнозернистом (КЗ) и
ультрамелкозернистом (УМЗ) состояниях. КЗ состояние в технически чистом титане
получено горячей прокаткой, а в сплаве с памятью формы – закалкой в воду с 800 °С. УМЗ и
наноструктурное состояния получены комбинированной обработкой в две стадии. На первой
стадии была выполнена интенсивная пластическая деформация методом равноканального
углового прессования за 8 или 10 циклов (РКУП 8 и 10) [1] и теплой винтовой экструзии за 3
цикла (ВЭ 3, е = 3.45) для титана [2]. На следующей стадии были применены холодная
плоская прокатка (ХП) [3, 6] и прокатка с током [5], в которых направление прокатки для
титана совпадало с направлением экструзии.