ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние исходной микроструктуры и температурно-скоростных условий деформации на пластичность сплавов из "Сверхпластичность промышленных сплавов " Интерес к магниевым сплавам объясняется целым рядом их преимуществ перед другими конструкционными материалами, а также практически неограниченными сырьевыми ресурсами. [c.116] Конструкции из магниевых сплавов отличаются более высокой жесткостью и удельной прочностью по сравнению с конструкциями той же массы из других металлических материалов, включая сталь и титан. Благодаря этим особенностям магний и его сплавы воспринимают большие ударные нагрузки, чем, например, алюминиевые сплавы, ЧТО позволяет эффективно использовать магниевые сплавы в приборах и для изготовления деталей, подвергающихся ударным нагрузкам. [c.116] Высокая химическая стойкость магния и его сплавов по отношению к горючим материалам, минеральным маслам, щелочам, а также особые физические свойства, например малая способность к поглощению нейтронов, отсутствие взаимодействия с ураном, хоро-щая теплопроводность, делают их перспективными для использования в различных энергетических узлах и ядерной энергетике. [c.117] Вместе с тем ограниченность применения магния и его сплавов в технике и относительно малый объем деформируемых магниевых сплавов в общем производстве и потреблении промышленностью обусловлены их относительно невысокой технологической пластичностью — относительное удлинение не превышает 30— 70 % даже в условиях горячего деформирования, повышенной ани-зотрдпией механических свойств [241—243]. Коэффициент анизотропии, взятый как отношение временного сопротивления и предела текучести в продольном направлении к поперечному для сплава МА15, достигает по ао,2 4, по ав 2, 3 [244]. [c.117] Основная причина низкой пластичности и анизотропии свойств магния и его сплавов — их кристаллическая структура. Магний имеет г. п, решетку с отношением осей с/а = 1,624, что близко к теоретическому значению. Поэтому деформация его при обычных температурах происходит практически целиком за счет скольжения по плоскостям базиса (0001) в направлении 1120 [245], Наличие только базисной плоскости скольжения в поликристалличе-ском материале резко ухудшает условия совместной деформации зерен и обусловливает низкую пластичность. Ограниченность систем скольжения, а также наличие текстуры в магниевых сплавах — причина высокой анизотропии их механических свойств. [c.117] Из выражения (64) видно, что а в зависимости от d изменяется по экспоненциальному закону. При уменьшении с/а расстояние между плоскостями призмы увеличивается и становится более близким к d между плоскостями базиса. Поэтому вероятность скольжения по плоскости призмы возрастает. [c.118] Вместе с тем легирование магния литием в количествах, достаточных для образования р-твердого раствора с о. ц. к. решеткой [более 5,7 % (по массе)], приводит к снижению стабильности свойств сплава при комнатной температуре. Промышленное использование этих сплавов в широких масштабах возможно лишь при разработке простых и технологичных способов стабилизации свойств магниеволитиевых сплавов. [c.118] Таким образом, перед металловедами стоит задача повышения механических свойств магния и его сплавов, особенно пластичности, а также снижения их анизотропии. [c.118] Один из радикальных методов улучшения механических свойств магниевых сплавов—обработка в СП состоянии. При этом возможно решение двух задач резкое увеличение технологической пластичности и изготовление деталей сложной формы и уникальных размеров, а также использование особенностей сверхпластической деформации для направленного изменения структуры и свойств этих сплавов. [c.118] Впервые проявление эффекта СП в магниевых сплавах модельного состава отмечено в работах [73, 132, 248—249, 250, 251]. Авторы установили наличие повышенной пластичности и снижения напряжения течения в сплаве Mg—6 % Zn—0,5 % Zr, в двойных сплавах эвтектического состава магния с никелем, медью и алюминием, Возможность получения СП в промышленных магниевых сплавах впервые показана в работах [2, 252]. Оказалось, что сплав МА8 с исходной мелкозернистой микроструктурой проявляет все признаки СП течения. [c.118] В литературе отсутствуют систематические данные по изучению эффекта СП в промышленных магниевых сплавах. Без таких данных невозможно оценить целесообразность обработки промышленных магниевых сплавов в СП состоянии. Ниже представлены результаты сравнительного исследования пластичности и прочностных свойств ряда магниевых сплавов в условиях обычной и СП деформации. [c.118] Оценим влияние исходной микроструктуры на механические свойства магниевых сплавов в условиях горячей деформации. При этом важно сравнить свойства сплавов с обычным и ультрамелким зерном, а также влияние химического и фазового состава на проявление эффекта СП. [c.119] Исследования проводили на материалах трех видов технически чистом магнии, сплавах с матричной микроструктурой, а также на двухфазном сплаве с микродуплексной микроструктурой и соотношением фаз, близким 1 1. Химический и фазовый состав исследованных материалов приведен в табл. 4. [c.119] Из данных табл. 4 видно, что наиболее близок по составу к чистому металлу технический магний Мг90. Сплав МА8, легированный марганцем и церием, содержит небольшое количество избыточного марганца в виде самостоятельной фазы и интерметаллид-ной фазы Mgg e высокой дисперсности, как правило, невидимой в обычном оптическом микроскопе. Сплав МА8 — наименее легированный из всех известных промышленных магниевых сплавов и по химическому и фазовому составу наиболее близок к однофазному сплаву на основе магния. [c.119] Приведенные в табл. 4 сплавы охватывают практически всю гамму промышленных магниевых сплавов. Можно полагать, что-исследование СП этих сплавов будет иметь универсальное значение практически для всех других магниевых сплавов. [c.120] Рассмотрим влияние температурно-ско ростных условий деформации на механические свойства выбранных сплавов. При этом важно сравнить механические свойства сплавов с обычной микроструктурой со свойствами тех же сплавов с УМЗ микроструктурой, полученной предварительной о бработкой. Такое исследование позволяет не только выявить области СП течения в магниевых спла--вах, но и оценить целесообразность предварительной обработки с целью перевода магниевых сплавов в СП состояние. Для решения задачи предварительной обработкой в материалах была получена микроструктура с размером зерен 200 и 15 мкм. [c.120] Исходную мелкозернистую микроструктуру получали горячим прессованием слитков. Режимы обработки и особенности формирования УМЗ микроструктуры в конкретных магниевых сплавах рассмотрены ранее (см. разд. 3). В сплаве МА8 УМЗ микроструктуру с размером зерен менее 10 мкм получить не удалось. Это, по-видимому, обусловлено, тем, что количество частиц Mgg e для эффективной стабилизации зерен в УМЗ сплаве ( f 10 мкм) недостаточно вследствие чрезвычайно высокой протяженности границ зерен. [c.120] В связи с этим для получения сопоставимых результатов все исследуемые мелкозернистые материалы были приведены в близкое микроструктурное состояние с размером зерен 15 мкм. [c.120] Вернуться к основной статье