Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования
На примере отожженной меди марки М1 (содержание меди не менее 99.9%) изучено влияние количества проходов при равноканальном угловом (РКУ) прессовании на неравномерность механических свойств по сечению заготовки. Исследования проведены на заготовках квадратного сечения (сторона квадрата 8 mm), выреза...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Datum: | 2004 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2004
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168096 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования / А.И. Коршунов, И.И. Ведерникова, Л.В. Поляков, Т.Н. Кравченко, А.А. Смоляков, П.Н. Низовцев // Физика и техника высоких давлений. — 2004. — Т. 14, № 4. — С. 35-41. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859982475812405248 |
|---|---|
| author | Коршунов, А.И. Ведерникова, И.И. Поляков, Л.В. Кравченко, Т.Н. Смоляков, А.А. Низовцев, П.Н. |
| author_facet | Коршунов, А.И. Ведерникова, И.И. Поляков, Л.В. Кравченко, Т.Н. Смоляков, А.А. Низовцев, П.Н. |
| citation_txt | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования / А.И. Коршунов, И.И. Ведерникова, Л.В. Поляков, Т.Н. Кравченко, А.А. Смоляков, П.Н. Низовцев // Физика и техника высоких давлений. — 2004. — Т. 14, № 4. — С. 35-41. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | На примере отожженной меди марки М1 (содержание меди не менее 99.9%) изучено влияние количества проходов при равноканальном угловом (РКУ) прессовании на неравномерность механических свойств по сечению заготовки. Исследования проведены на заготовках квадратного сечения (сторона квадрата 8 mm), вырезанных из листа толщиной 8 mm вдоль направления проката. Установлено распределение микротвердости по сечению образца. На микрообразцах диаметром 1.5 mm, вырезанных вдоль направления прессования, определены механические свойства при растяжении (предел прочности, условный предел текучести и относительное удлинение) в 9 точках по сечению образца. Исследования проведены после 1- и 2-го проходов по маршрутам BC и C.
Heterogeneity in mechanical properties across the sample depending on the number of equal-channel angular pressing (ECAP) passes was studied using annealed copper M1 (min. Cu content 99.9%) as a test material. The samples under examination had a square section with a side length of 8 mm and were cut out from an 8-mm thick sheet along the rolling direction. Microhardness distribution across the sample was determined. Mechanical properties at tension (tensile strength, conventional yield strength, and elongation at rupture) were determined at 9 points across the sample using small-size specimens, 1.5 mm in diameter, cut out along the pressing direction. The investigations were carried out after first and second passes by routes BC and C.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:27:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
35
PACS: 81.40.−z, 62.20.−x
А.И. Коршунов, И.И. Ведерникова, Л.В. Поляков, Т.Н. Кравченко,
А.А. Смоляков, П.Н. Низовцев
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ПО СЕЧЕНИЮ ЗАГОТОВКИ ПОСЛЕ РКУ-ПРЕССОВАНИЯ
Российский Федеральный Ядерный Центр – ВНИИЭФ
пр. Мира, 37, г. Саров, 607190, Нижегородская обл., Россия
На примере отожженной меди марки М1 (содержание меди не менее 99.9%) изучено
влияние количества проходов при равноканальном угловом (РКУ) прессовании на не-
равномерность механических свойств по сечению заготовки. Исследования проведены
на заготовках квадратного сечения (сторона квадрата 8 mm), вырезанных из листа
толщиной 8 mm вдоль направления проката. Установлено распределение микротвер-
дости по сечению образца. На микрообразцах диаметром 1.5 mm, вырезанных вдоль
направления прессования, определены механические свойства при растяжении (предел
прочности, условный предел текучести и относительное удлинение) в 9 точках по сече-
нию образца. Исследования проведены после 1- и 2-го проходов по маршрутам BC и C.
Введение
Создание материалов, обладающих новыми качественными свойствами,
вызывает естественный научный и практический интерес. Одним из методов
получения ультрамелкозернистых материалов является метод интенсивной
пластической деформации, в частности метод РКУ-прессования [1].
Важное условие получения ультрамелкозернистых материалов − не толь-
ко обеспечение уникальных макросвойств, но и получение однородности
физико-механических свойств по всему объему образца, которая является
необходимым условием работоспособности изготовленных в последующем
изделий. Как следует из результатов макромоделирования процесса РКУ-
прессования [2,3], наблюдается значительная неоднородность накопленных
пластических деформаций по сечению заготовки. Это означает, что анало-
гичная неоднородность должна проявиться и для механических свойств.
Методика исследований
В качестве материала для исследования была выбрана отожженная листо-
вая медь М1 толщиной 8 mm.
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
36
Заготовки для РКУ-прессования с размерами 8×8×60 mm вырезали из
листа таким образом, чтобы сторона заготовки размером 60 mm была ориен-
тирована вдоль направления проката. Верх листа при РКУ-прессовании был
ориентирован в сторону выходного канала штампа. Направление РКУ-
прессования совпадало с направлением проката. Поворот заготовки при
прессовании по схеме BC выполняли по часовой стрелке, если смотреть на
заготовку со стороны приложения нагрузки.
РКУ-прессование меди проводили при комнатной температуре со скоро-
стью перемещения пуансона 50 mm/min, выдавливание из горизонтального
канала осуществляли свинцом. При прессовании использовали смазку на
основе натурального растительного масла с добавлением дисульфида мо-
либдена.
Из полученных после РКУ-прессования заготовок вырезали стандартные
пятикратные образцы диаметром 5 mm для исследования механических
свойств при растяжении. Испытания проводили при комнатной температуре
и скорости деформирования ε& ≈ 10−3 s−1. В результате исследований опре-
деляли механические характеристики: предел прочности σuts, условный пре-
дел текучести σ0.2 и относительное удлинение после разрыва δ5 [4].
При исследовании распределения механических свойств в заготовке по-
сле РКУ-прессования для идентификации точек и сечений принята система
координат, изображенная на рис. 1,a. При этом начало координат располо-
жено в геометрическом центре заготовки. Из каждой заготовки после РКУ-
прессования вырезали по 9 пятикратных микрообразцов на растяжение с на-
чальным диаметром 1.5 mm вдоль оси X таким образом, чтобы оси образцов
совпадали с точками, обозначенными на рис. 1,б. Координата по оси X гео-
метрического центра каждого из образцов была одинакова и равнялась
10 mm. Определяли те же механические характеристики, что и на стандарт-
ных образцах.
а б
Рис. 1. Принятая система координат (а) и координаты осей (б) для микрообразцов
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
37
Твердость по Виккерсу измеряли на приборе ТПП-2 в плоскости Y0Z при
значении X = 0 (рис. 1,a).
Результаты исследований и их анализ
На рис. 2 представлены графические зависимости механических характе-
ристик исследуемого материала от числа проходов РКУ-прессования, полу-
ченные на стандартных образцах.
а б
Рис. 2. Зависимости механических свойств меди М1 от числа проходов РКУ-
прессования по схемам ВС (а) и C (б)
Распределения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-
прессования приведены на рис. 3−5. Там же представлены распределения
механических свойств меди в исходном состоянии.
После РКУ-прессования можно отметить существенное повышение
прочностных и уменьшение пластических свойств, определенных на об-
разцах стандартных размеров. При этом все три исследованные механи-
ческие характеристики практически одинаковы как для схемы BC, так и
для схемы C.
В то же время наблюдается существенное различие в распределении ме-
ханических характеристик по сечению заготовки, определенных на микро-
образцах. Из рис. 3 и 4 видно, что имеет место неравномерность распреде-
ления по сечению заготовки прочностных свойств (σuts, σ0.2) после 1-го про-
хода и 2-го прохода по схеме C (∼ 12−15%). После 2-го прохода по схеме ВС
неравномерность этих свойств практически отсутствует (∼ 5%) аналогично
исходному состоянию.
Результаты распределения относительного удлинения после разрыва δ5
по сечению заготовки (рис. 5) показывают, что после 1-го прохода наблюда-
ется некоторая неравномерность, практически исчезающая после 2-го про-
хода по обеим схемам ВС и С.
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
38
а б в
г
а б в
г
Рис. 3. Распределение предела прочности σuts
по сечению заготовки в исходном состоянии
(а), после 1-го (б) и 2-го прохода по схемам ВС
(в) и C (г) РКУ-прессования: −∆− − верх заго-
товки (Z = 2.6 mm); −○− − центр (Z = 0.0 mm);
−□− − низ (Z = −2.6 mm)
Рис. 4. Распределение условного предела теку-
чести σ0.2 по сечению заготовки в исходном
состоянии (а), после 1-го (б) и 2-го прохода по
схемам ВС (в) и C (г) РКУ-прессования: −∆− −
верх заготовки (Z = 2.6 mm); −○− − центр (Z =
= 0.0 mm); −□− − низ (Z = −2.6 mm)
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
39
а б в
г
а б
в г
Рис. 6. Распределение твердости по сечению заготовки меди после 2-го прохода по
схемам ВС (а, в) и C (б, г) РКУ-прессования
Рис. 5. Распределение относительного удлине-
ния после разрыва δ5 по сечению заготовки в
исходном состоянии (а), после 1-го (б) и 2-го
прохода по схемам ВС (в) и C (г) РКУ-прессова-
ния: −∆− − верх заготовки (Z = 2.6 mm); −○− −
центр (Z = 0.0 mm); −□− − низ (Z = −2.6 mm)
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
40
Распределение твердости по Виккерсу в сечении заготовок после 2-го про-
хода по обеим схемам нагружения приведено на рис. 6. Во всех случаях на-
блюдается средняя зона, равная примерно 5 mm, с одинаковой твердостью.
Выводы
1. Медь М1 в исходном состоянии обладает достаточной однородностью
по сечению, по прочностным свойствам σuts, σ0.2 и относительному удлине-
нию δ5.
2. После 1-го цикла РКУ-прессования наблюдается значительная неодно-
родность по всем механическим характеристикам.
3. После 2-го прохода по схеме ВС неравномерность распределения по се-
чению всех прочностных (σuts, σ0.2) и пластических (δ5) свойств практически
отсутствует.
4. Исследование РКУ-прессования после 2-го прохода по схеме C пока-
зывает более ярко выраженную неоднородность по всем свойствам по срав-
нению с распределением свойств по схеме ВС и достаточно похожую по от-
клонениям на 1-й проход.
5. Во всех случаях РКУ-прессования меди М1 в заготовках наблюдается
средняя зона с одинаковой твердостью. На краях отмечаются небольшие из-
менения по твердости.
Исследования выполнены по проекту № T2-0197 (LANL−IPP).
1. R. Valiev, Nature Materials 3, 511 (2004).
2. H.J. Roven, S. Dumoulin, J.C. Werenskiold, Ultrafine Grained Materials III, TMS
(2004), p. 117.
3. I.J. Beyerlein, S. Li, D.J. Alexander, C.T. Necker, C.N. Tome, M.A. Bourke, Ultrafine
Grained Materials III, TMS (2004), p. 185.
4. A.I. Korshunov, T.N. Kravchenko, O.M. Saveleva, Strength Mater. (USA) 14, 1268
(1982).
A.I. Korshunov, I.I. Vedernikova, L.V. Polyakov, T.N. Kravchenko, A.A. Smolyakov,
P.N. Nizovtsev
RESPONSE OF MECHANICAL PROPERTIES
ACROSS THE SAMPLE TO ECAP
Heterogeneity in mechanical properties across the sample depending on the number of
equal-channel angular pressing (ECAP) passes was studied using annealed copper M1
(min. Cu content 99.9%) as a test material. The samples under examination had a square
section with a side length of 8 mm and were cut out from an 8-mm thick sheet along the
rolling direction. Microhardness distribution across the sample was determined. Mechani-
cal properties at tension (tensile strength, conventional yield strength, and elongation at
Физика и техника высоких давлений 2004, том 14, № 4
41
rupture) were determined at 9 points across the sample using small-size specimens,
1.5 mm in diameter, cut out along the pressing direction. The investigations were carried
out after first and second passes by routes BC and C.
Fig. 1. Coordinate system adopted (а) and coordinates of small-size specimens’ axes (б)
Fig. 2. Dependencies of mechanical properties of copper M1 on the number of ECAP
passes by routes BC (а) and C (б)
Fig. 3. Tensile strength σuts distribution across the sample: initial (а), after first pass (б),
after second ECAP pass by routes BC (в) and C (г): −∆− − top of sample (Z = 2.6 mm);
−○− − centre (Z = 0.0 mm); −□− − bottom (Z = −2.6 mm)
Fig. 4. Conventional yield strength (σ0.2) distribution across the sample: initial (а), after
first pass (б), after second ECAP pass by routes BC (в) and C (г): −∆− − top of sample
(Z = 2.6 mm); −○− − centre (Z = 0.0 mm); −□− − bottom (Z = −2.6 mm)
Fig. 5. Elongation at rupture (δ5) distribution across the sample: initial (а), after first pass
(б), after second ECAP pass by routes BC (в) and C (г): −∆− − top of sample (Z = 2.6 mm);
−○− − centre (Z = 0.0 mm); −□− − bottom (Z = −2.6 mm)
Fig. 6. Hardness distribution across the sample after second ECAP pass by routes ВС
(а, в) and C (б, г)
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-168096 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:27:03Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коршунов, А.И. Ведерникова, И.И. Поляков, Л.В. Кравченко, Т.Н. Смоляков, А.А. Низовцев, П.Н. 2020-04-21T18:11:24Z 2020-04-21T18:11:24Z 2004 Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования / А.И. Коршунов, И.И. Ведерникова, Л.В. Поляков, Т.Н. Кравченко, А.А. Смоляков, П.Н. Низовцев // Физика и техника высоких давлений. — 2004. — Т. 14, № 4. — С. 35-41. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 81.40.−z, 62.20.−x https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168096 На примере отожженной меди марки М1 (содержание меди не менее 99.9%) изучено влияние количества проходов при равноканальном угловом (РКУ) прессовании на неравномерность механических свойств по сечению заготовки. Исследования проведены на заготовках квадратного сечения (сторона квадрата 8 mm), вырезанных из листа толщиной 8 mm вдоль направления проката. Установлено распределение микротвердости по сечению образца. На микрообразцах диаметром 1.5 mm, вырезанных вдоль направления прессования, определены механические свойства при растяжении (предел прочности, условный предел текучести и относительное удлинение) в 9 точках по сечению образца. Исследования проведены после 1- и 2-го проходов по маршрутам BC и C. Heterogeneity in mechanical properties across the sample depending on the number of equal-channel angular pressing (ECAP) passes was studied using annealed copper M1 (min. Cu content 99.9%) as a test material. The samples under examination had a square section with a side length of 8 mm and were cut out from an 8-mm thick sheet along the rolling direction. Microhardness distribution across the sample was determined. Mechanical properties at tension (tensile strength, conventional yield strength, and elongation at rupture) were determined at 9 points across the sample using small-size specimens, 1.5 mm in diameter, cut out along the pressing direction. The investigations were carried out after first and second passes by routes BC and C. Исследования выполнены по проекту № T2-0197 (LANL−IPP). ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования Дослідження зміни механічних властивостей по перерізу заготовки після РКК-пресування Response of mechanical properties across the sample to ECAP Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования Коршунов, А.И. Ведерникова, И.И. Поляков, Л.В. Кравченко, Т.Н. Смоляков, А.А. Низовцев, П.Н. |
| title | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования |
| title_alt | Дослідження зміни механічних властивостей по перерізу заготовки після РКК-пресування Response of mechanical properties across the sample to ECAP |
| title_full | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования |
| title_fullStr | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования |
| title_full_unstemmed | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования |
| title_short | Исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после РКУ-прессования |
| title_sort | исследование изменения механических свойств по сечению заготовки после рку-прессования |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168096 |
| work_keys_str_mv | AT koršunovai issledovanieizmeneniâmehaničeskihsvoistvposečeniûzagotovkiposlerkupressovaniâ AT vedernikovaii issledovanieizmeneniâmehaničeskihsvoistvposečeniûzagotovkiposlerkupressovaniâ AT polâkovlv issledovanieizmeneniâmehaničeskihsvoistvposečeniûzagotovkiposlerkupressovaniâ AT kravčenkotn issledovanieizmeneniâmehaničeskihsvoistvposečeniûzagotovkiposlerkupressovaniâ AT smolâkovaa issledovanieizmeneniâmehaničeskihsvoistvposečeniûzagotovkiposlerkupressovaniâ AT nizovcevpn issledovanieizmeneniâmehaničeskihsvoistvposečeniûzagotovkiposlerkupressovaniâ AT koršunovai doslídžennâzmínimehaníčnihvlastivosteipopererízuzagotovkipíslârkkpresuvannâ AT vedernikovaii doslídžennâzmínimehaníčnihvlastivosteipopererízuzagotovkipíslârkkpresuvannâ AT polâkovlv doslídžennâzmínimehaníčnihvlastivosteipopererízuzagotovkipíslârkkpresuvannâ AT kravčenkotn doslídžennâzmínimehaníčnihvlastivosteipopererízuzagotovkipíslârkkpresuvannâ AT smolâkovaa doslídžennâzmínimehaníčnihvlastivosteipopererízuzagotovkipíslârkkpresuvannâ AT nizovcevpn doslídžennâzmínimehaníčnihvlastivosteipopererízuzagotovkipíslârkkpresuvannâ AT koršunovai responseofmechanicalpropertiesacrossthesampletoecap AT vedernikovaii responseofmechanicalpropertiesacrossthesampletoecap AT polâkovlv responseofmechanicalpropertiesacrossthesampletoecap AT kravčenkotn responseofmechanicalpropertiesacrossthesampletoecap AT smolâkovaa responseofmechanicalpropertiesacrossthesampletoecap AT nizovcevpn responseofmechanicalpropertiesacrossthesampletoecap |