Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0. На первой стадии обработки образцы подвергались винтовому прессованию (ВП), после чего производилась прокатка темплетов, вырезанных из этих образцов. Показано, что пр...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2003
Main Authors:	Столяров, В.В., Салимгареев, Х.Ш., Сошникова, Е.П., Бейгельзимер, Я.Е., Орлов, Д.В., Сынков, С.Г., Решетов, А.Ю.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України 2003
Series:	Физика и техника высоких давлений
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167960
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0 / В.В. Столяров, Х.Ш. Салимгареев, Е.П. Сошникова, Я.Е. Бейгельзимер, Д.В. Орлов, С.Г. Сынков, А.Ю. Решетов // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 1. — С. 54-59. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167960
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1679602025-02-09T15:12:18Z Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0 Вплив комбінованої обробки тиском на структуру і властивості титану ВТ1-0 Structure and properties of titanium ВТ1-0 under combined plastic working Столяров, В.В. Салимгареев, Х.Ш. Сошникова, Е.П. Бейгельзимер, Я.Е. Орлов, Д.В. Сынков, С.Г. Решетов, А.Ю. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0. На первой стадии обработки образцы подвергались винтовому прессованию (ВП), после чего производилась прокатка темплетов, вырезанных из этих образцов. Показано, что прокатка после ВП значительно увеличивает прочностные характеристики в продольном направлении, приближая к значениям в поперечном направлении, а пластичность даже превышает исходную величину. При этом анизотропия механических свойств в зависимости от направления уменьшается по сравнению с состоянием до прокатки, что говорит о перспективности выбранной комбинации деформационной обработки. The results are given of experimental investigations of structure and properties of titanium ВТ1-0 under combined plastic working. At the first stage, the samples were subjected to twist extrusion (TE), next the templates cut from the same samples were rolled. The TE followed by rolling is shown to considerably improve the strength characteristics in longitudinal direction making them closer to values in transverse direction, whereas the plasticity is even higher than the initial one. Moreover, anisotropy of the mechanical properties decreases, depending on the direction, as compared to the prerolling state, thus speaking of the combined deformational treatment as a prospective one. 2003 Article Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0 / В.В. Столяров, Х.Ш. Салимгареев, Е.П. Сошникова, Я.Е. Бейгельзимер, Д.В. Орлов, С.Г. Сынков, А.Ю. Решетов // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 1. — С. 54-59. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 81.40.–z https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167960 ru Физика и техника высоких давлений application/pdf Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Приведены результаты экспериментальных исследований влияния комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0. На первой стадии обработки образцы подвергались винтовому прессованию (ВП), после чего производилась прокатка темплетов, вырезанных из этих образцов. Показано, что прокатка после ВП значительно увеличивает прочностные характеристики в продольном направлении, приближая к значениям в поперечном направлении, а пластичность даже превышает исходную величину. При этом анизотропия механических свойств в зависимости от направления уменьшается по сравнению с состоянием до прокатки, что говорит о перспективности выбранной комбинации деформационной обработки.
format	Article
author	Столяров, В.В. Салимгареев, Х.Ш. Сошникова, Е.П. Бейгельзимер, Я.Е. Орлов, Д.В. Сынков, С.Г. Решетов, А.Ю.
spellingShingle	Столяров, В.В. Салимгареев, Х.Ш. Сошникова, Е.П. Бейгельзимер, Я.Е. Орлов, Д.В. Сынков, С.Г. Решетов, А.Ю. Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0 Физика и техника высоких давлений
author_facet	Столяров, В.В. Салимгареев, Х.Ш. Сошникова, Е.П. Бейгельзимер, Я.Е. Орлов, Д.В. Сынков, С.Г. Решетов, А.Ю.
author_sort	Столяров, В.В.
title	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0
title_short	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0
title_full	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0
title_fullStr	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0
title_full_unstemmed	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0
title_sort	влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана вт1-0
publisher	Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
publishDate	2003
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167960
citation_txt	Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0 / В.В. Столяров, Х.Ш. Салимгареев, Е.П. Сошникова, Я.Е. Бейгельзимер, Д.В. Орлов, С.Г. Сынков, А.Ю. Решетов // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 1. — С. 54-59. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Физика и техника высоких давлений
work_keys_str_mv	AT stolârovvv vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT salimgareevhš vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT sošnikovaep vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT bejgelʹzimerâe vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT orlovdv vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT synkovsg vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT rešetovaû vliâniekombinirovannojobrabotkidavleniemnastrukturuisvojstvatitanavt10 AT stolârovvv vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT salimgareevhš vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT sošnikovaep vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT bejgelʹzimerâe vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT orlovdv vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT synkovsg vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT rešetovaû vplivkombínovanoíobrobkitiskomnastrukturuívlastivostítitanuvt10 AT stolârovvv structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking AT salimgareevhš structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking AT sošnikovaep structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking AT bejgelʹzimerâe structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking AT orlovdv structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking AT synkovsg structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking AT rešetovaû structureandpropertiesoftitaniumvt10undercombinedplasticworking
first_indexed	2025-11-27T06:00:16Z
last_indexed	2025-11-27T06:00:16Z
_version_	1849922127828877312
fulltext	Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1 54 PACS: 81.40.–z В.В. Столяров1, Х.Ш. Салимгареев1, Е.П. Сошникова1, Я.Е. Бейгельзимер2, Д.В. Орлов3, С.Г. Сынков2, А.Ю. Решетов2 ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ТИТАНА ВТ1-0 1Институт физики перспективных материалов, Уфимский государственный авиационный технический университет Россия, 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12 2Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины Украина, 83114, г. Донецк, ул. Р. Люксембург, 72 3Донецкий национальный технический университет Украина, 83000, г. Донецк, ул. Артема, 58 Приведены результаты экспериментальных исследований влияния комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0. На первой стадии обработки образцы подвергались винтовому прессованию (ВП), после чего произво- дилась прокатка темплетов, вырезанных из этих образцов. Показано, что прокатка после ВП значительно увеличивает прочностные характеристики в продольном на- правлении, приближая к значениям в поперечном направлении, а пластичность даже превышает исходную величину. При этом анизотропия механических свойств в за- висимости от направления уменьшается по сравнению с состоянием до прокатки, что говорит о перспективности выбранной комбинации деформационной обработ- ки. Известно, что история деформирования металлов во многом определяет преобразование их структуры. Наиболее интересные эффекты наблюдаются при интенсивных деформациях [1]. После того как были созданы методики, позволяющие достичь высоких степеней деформации без конечного формо- изменения образцов [1,2], появилась возможность «вывести» материал в об- ласть больших деформаций, а затем изучить эволюцию его структуры и свойств при разнообразных последующих нагружениях. Такие исследования представляют как теоретический, так и практический интерес. Первое обу- словлено тем, что проясняет механизмы деформации материалов в экстре- мальных условиях, второе – тем, что заготовки, полученные методами интен- сивной деформации, должны быть подвержены последующей обработке с целью получения конечных изделий. В настоящей работе представлены результаты исследований в указанном выше направлении. Изучалась эволюция структуры и механических свойств Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1 55 технически чистого титана ВТ1- 0 при двухстадийной деформа- ции. На первой стадии образцы подвергали ВП [2,3], что позво- ляло достигать больших степе- ней деформации. После ВП про- изводили прокатку темплетов, вырезанных из этих образцов. Как ВП, так и прокатку осущест- вляли при комнатной температу- ре. Исследовали структуры тита- на (рис. 1), его прочностные и пластические характеристики. Принципиальная схема уста- новки для гидромеханического ВП приведена на рис. 2. При прессовании заготовка 1 продавливается через винтовую матрицу 2 с помощью плунжера 3. Канал матрицы 4 схематически показан в виде зачер- ненного прямоугольника. Матрица и заготовка размещаются в контейнере 5, имеющем две соединенные между собой камеры 6 и 7. В этих камерах нахо- дится жидкость под высоким (порядка 5001000 MPa) давлением, которое создается путем сжатия жидкости плунже- ром. В камере 7 имеется клапан 8, позво- ляющий поддерживать постоянное давление жидкости. В результате одного цикла прес- сования заготовка перемещается из камеры 6 в камеру 7, а плунжер достигает матрицы. После этого плунжер поднимается, матрица с заготовкой переворачиваются так, что за- готовка опять оказывается сверху матрицы, т.е. в камере 6. Затем осуществляется сле- дующий цикл прессования и т.д. Высокое гидростатическое давление жидкости повы- шает технологическую пластичность метал- ла и позволяет накапливать большие дефор- мации без разрушения образца. В качестве рабочей жидкости использо- вали индустриальное масло И-20. Винтовая матрица имела следующие па- раметры: сечение 1416 mm, угол наклона винтовой линии к оси прессования 60, высота рабочей части 15 mm, высота калибрующего пояска 12 mm. Согласно [2] эквивалентную деформацию при ВП можно оценить по следующей формуле: maxtg 3 2 i . Таким образом, в нашем случае эквивалентная деформация за один цикл составляла i  2. Рис. 1. Исходная структура титана ВТ1-0 Рис. 2. Схема установки для гидромеханического ВП Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1 56 В табл. 1 приведены механические свойства ВТ1-0 после трех циклов ВП. Таблица 1 Механические свойства образцов титана ВТ1-0 после деформации ВП № п/п b, MPa 0.2, MPa , % HV, MPa ТО (отжиг 300C, 1 h) Направление вырезки образцов База, mm Исх. ñост. 470 400 30 1850 Исх. сост. Продольное 25 1 882 800 15 2660 Без ТО 2 790 725 19 Поперечное 5 3 830 741 38 2480 После ТО 4 900 733 37 5 541 486 12 2170 Без ТО 6 471 440 13 7 473 417 15 1920 После ТО Продольное 12 8 523 465 15 9    2590 Без ТО  10    2600 Поперечное  Примечания: 1. Исходное состояние – горячекатаный пруток. 2. На образцах 9 и 10 твердость измерялась на поверхностях заготовок. На рис. 3 представлены структуры титана ВТ1-0 после ВП. Для просвечи- вающей электронной микроскопии (ПЭМ) использовали электронный мик- роскоп JEM-100B. Образцы для ПЭМ были получены электроискровой вы- резкой пластинок толщиной 0.81.0 mm в продольном сечении относительно главной оси образца. После механического утонения из пластинок электро- литическим методом изготавливали тонкие фольги. Микроструктуру фольг исследовали с ускоряющим напряжением 100 kV в светлопольном изображе- нии. Из табл. 1 видно, что после деформационной обработки наблюдается зна- чительная анизотропия свойств в продольном и поперечном направлениях. Так, в направлении, параллельном оси заготовки, прочностные характери- стики выросли незначительно при снижении пластичности почти в два Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1 57 а б в раза (образцы 5, 6), влияние термообработки (ТО) оказало слабое воздейст- вие (образцы 7, 8). В направлении, перпендикулярном оси заготовки, преде- лы текучести и прочности титана выросли почти вдвое (образцы 1, 2), уро- вень пластических характеристик снизился от 30 до 1519%. Низкотемпера- турный (300С) отжиг в течение 1 h привел к росту как прочностных, так и пластических характеристик (образцы 3, 4). Интересен тот факт, что уровень  стал даже выше (увеличился от 30 до 3738%), чем в исходных образцах. Наряду со значительным изменением механических свойств титановой за- готовки, рис. 3 иллюстрирует также изменение кристаллической структуры. Средний размер зерен уменьшился от ~ 25 m в исходном состоянии до ~ 1 m и менее после ВП. В продольном сечении (рис. 3,в) структура является фрагментированной. Наблюдается смешанная структура, состоящая из пластин и равноосных фрагментов. Из заготовки, прошедшей деформацию ВП (3 цикла), вырезали в продоль- ном направлении пластину размерами 30152.5 mm, которую прокатали в этом же направлении в цилиндрических валках диаметром 100 mm за не- сколько циклов до степени деформации 50%. Для проведения механических испытаний на растяжение из прокатанной пластины вырезали плоские гантелеподобные образцы в направлениях, про- дольном и поперечном относительно прокатки, с рабочими размерами 52.50.7 mm. Механические испытания проводили при комнатной температуре на ди- намометре «Инстрон» со скоростью перемещения траверсы 0.5 mm/min. Рис. 3. Микроструктура титана ВТ1-0 после ВП (3 цикла): а, б  оптическая микроскопия (в попе- речном и продольном направлениях соответственно), в  ПЭМ (в про- дольном направлении) Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1 58 Таблица 2 Механические свойства титана ВТ1-0 после комбинированной обработки Состояние образцов Направление вырезки образцов b, MPa 0.2, MPa , % Винтовое прессова- ние + холодная Поперечное 795 760 27 прокатка Продольное 780 750 30 Усредненные результаты по трем образцам сведены в табл. 2. Как видим, прокатка после деформации винтовым прессованием значительно увеличива- ет прочностные характеристики в продольном направлении, приближая к значениям в поперечном направлении, а величины удлинения даже превы- шают исходные. При этом анизотропия механических свойств в зависимости от направления уменьшилась (практически исчезла) по сравнению с состоя- нием до прокатки, что говорит о перспективности выбранной комбинации деформационной обработки. Работа выполнена при поддержке гранта президента Украины для одарен- ной молодежи № 22. 1. Р.З. Валиев, И.В. Александров, Наноструктурные материалы, полученные интен- сивной пластической деформацией, Логос, Москва (2000). 2. Я.Е. Бейгельзимер, Д.В. Орлов, в зб.: Удосконалення процесів та обладнання оброб- ки тиском в металургії і машинобудуванні, Донбаська державна машинобу-дівна академія, Краматорськ (2002), с. 235244. 3. Y. Beygelzimer, D. Orlov, V. Varyukhin, in: Proc. of TMS Annual Meeting in Seattle, WA, Feb. 1721, 2002, p. 297304. V.V. Stolyarov, Kh.Sh. Salimgareyev, E.P. Soshnikova, Ya.E. Beygelzimer, D.V. Orlov, S.G. Synkov, A.Yu. Reshetov STRUCTURE AND PROPERTIES OF TITANIUM ВТ1-0 UNDER COMBINED PLASTIC WORKING The results are given of experimental investigations of structure and properties of titanium ВТ1-0 under combined plastic working. At the first stage, the samples were subjected to twist extrusion (TE), next the templates cut from the same samples were rolled. The TE followed by rolling is shown to considerably improve the strength characteristics in longitu- dinal direction making them closer to values in transverse direction, whereas the plasticity is even higher than the initial one. Moreover, anisotropy of the mechanical properties de- creases, depending on the direction, as compared to the prerolling state, thus speaking of the combined deformational treatment as a prospective one. Fig. 1. Initial structure of titanium ВТ1-0 Fig. 2. Schematic showing of the plant for hydromechanical twist extrusion Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 1 59 Fig. 3. Microstructure of titanium BT1-0 after TE (3 cycles): а, б  optical microscopy (cross- and longitudinal sections, respectively), в  TEM (longitudinal section) ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ �НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ТИТАНА ВТ1-0 STRUCTURE AND PROPERTIES OF TITANIUM ВТ1-0 �UNDER COMBINED PLASTIC WORKING

Влияние комбинированной обработки давлением на структуру и свойства титана ВТ1-0

Institution

Similar Items