Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51
Проведено дюрометричні та рентгенографічні дослідження зварних швів у зразках сплаву 2024 Т3-51 після імпульсного навантаження за різних температур. Встановлено параметри найбільш перспективної деформаційної обробки, а також підтверджено роль гідродинамічної пластичної течії у формуванні контроль...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48068 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 / О.Е. Засимчук, В.Ф. Мазанко, Р.Г. Гонтарева, Л.В. Тарасенко // Проблемы прочности. — 2007. — № 4. — С. 128-136. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859607665254072320 |
|---|---|
| author | Засимчук, О.Е. Мазанко, В.Ф. Гонтарева, Р.Г. Тарасенко, Л.В. |
| author_facet | Засимчук, О.Е. Мазанко, В.Ф. Гонтарева, Р.Г. Тарасенко, Л.В. |
| citation_txt | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 / О.Е. Засимчук, В.Ф. Мазанко, Р.Г. Гонтарева, Л.В. Тарасенко // Проблемы прочности. — 2007. — № 4. — С. 128-136. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы прочности |
| description | Проведено дюрометричні та рентгенографічні дослідження зварних швів у зразках сплаву
2024 Т3-51 після імпульсного навантаження за різних температур. Встановлено параметри
найбільш перспективної деформаційної обробки, а також підтверджено роль гідродинамічної
пластичної течії у формуванні контрольованих структур і механічних властивостей.
Проведены дюрометрнческне и рентгенографические исследования сварных швов в образцах сплава 2024 Т3-51 после импульсного нагружения при разных температурах. Установлены параметры наиболее перспективной деформационной обработки, а также подтверждена роль гидродинамического пластического течения в формировании контролируемых структур и меха нических свойств.
We performed durometric and radiographic studies ofwelds in 2022 T3-51 alloy specimens after their pulse loading at various tempera tures. We have determined the parameters of the most lucrative deform ation treatm entand confirmed the critical role of hydrodynam ic plastic flow in the formation of controlled structures and mechanical properties of the material.
|
| first_indexed | 2025-11-28T06:33:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 539.2
Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і
механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин
алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51
О . Е . З а с и м ч у к , В . Ф . М а за н к о , Р . Г . Г о н т а р е в а , Л . В. Т а р а с е н к о
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ, Україна
Проведено дюрометричні та рентгенографічні дослідження зварних швів у зразках сплаву
2024 Т3-51 після імпульсного навантаження за різних температур. Встановлено параметри
найбільш перспективної деформаційної обробки, а також підтверджено роль гідродина
мічної пластичної течії у формуванні контрольованих структур і механічних властивостей.
Ключові слова: алю м інієві сплави, зварні з ’єднання, деф орм ація ударом ,
м ікротвердість, ф азовий склад, г ідродин ам ічна пластична течія.
В ступ . Д обре відомо, щ о проц ес зварю вання м атеріалу в твердом у стані
мож е викликати значну неоднорідність його структури і м еханічних власти
востей в д ілянці впливу зварного ш ва. Ц е особливо стосується процесу
зварю вання хім ічно- і ф азово-неоднорідних м атеріалів, наприклад авіац ій
них сплавів на основі алю мінію . Терм ом еханічна обробка цих м атеріалів
супроводж ується виділенням із твердого розчину ряду інтерм еталідних фаз,
від розм іру і розпаду яки х залеж ать важ ливі властивості сплаву. П роведення
процедури зварю вання, щ о зум овлю є п ідвищ ення тем ператури в зоні кон
такту і м еханічного впливу на м атеріал у ц ій зоні, мож е викликати значну
зм іну в розподілі і розм ірах часток зм іцню ю чих фаз, щ о, безумовно, впливає
на властивості матеріалу. Тому важ ливою є спроба зм енш ити неоднорідність
властивостей м атеріалу в зоні зварного ш ва ш ляхом додаткових м еханічних
обробок, щ о не впливає на ф орм озм інення м атеріалу
Раніш е [1 -5 ] було показано, щ о гідродинам ічній течії при пластичній
деф орм ац ії кри стал ічних м атеріалів передує локальна ам орф ізац ія кристала,
внаслідок чого ф орм ую ться канали з р ідиноподібною ф азою , по яки х навіть
достатньо великі частинки (до декількох м ікрон) м ож уть рухатися з дуже
великою ш видкістю . Е ф ективність цього явищ а значно зростає при зб іль
ш енні ш видкості деф орм ації. О станнє зум овлено тим , щ о при великій ш ви д
кості навантаж ення не встигаю ть відбутися релаксаційні п роц еси (кри стал і
зація) в каналах із р ідиноподібною структурою , в той час як при повільній
деф орм ац ії кри сталізац ія в гідродинам ічних каналах відбувається в процесі
навантаж ення. Т аким чином , м ета дослідж ення - в іднайти м ож ливість впли
ву на ф азовий склад у зон і зварного ш ва ш ляхом деф орм аційного втручання.
М а т ер іал і м ето д и к а досл ідж ень. О б’єктом дослідж ення слугували зва
рен і ш ляхом тертя пластини складнолегованого сплаву на основі алю мінію
2024 Т3-51 (аналог сплаву Д 16) з головним и доміш кам и, %: 4,6 Си; 1,5 M g;
0,7 М п; 0,4 Ті; основа А1.
Зразки для дослідж ення виготовляли таким чином, щ об ділянка звар
ного ш ва знаходилася в його середній частині. Д еф орм аційне навантаж ення
зразків проводили таким и способами: удар; ультразвукове опромінення (УЗО),
© О. Є. ЗАСИМЧУК, В. Ф. МАЗАНКО, Р. Г. ГОНТАРЄВА, Л. В. ТАРАСЕНКО, 2007
128 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 4
Вплив імпульсної деформації на перерозподіл
18 кГц, 20 хв; прокатка (один прохід із деф орм ацією 4...11% за кім натної
температури).
Ударне навантаж ення виконували на вертикальном у копрі ш ляхом в іль
ного падіння вантажу. М аса вантаж у і ш видкість падіння забезпечували
необхідну енергію , щ о витрачається на деф орм ацію зразка. Експерим ент
проводили як за кім натної температури , так і при нагріванн і зразка за
допом огою електронно-пром еневого нагрівача. Д ля р івном ірного нагрівання
_2 З
електронний пром інь обертався зі ш видкістю від 10 до 10 Гц.
Загальний час експерим енту складав: г = ^ + г2 + г3 + г4, де ^ - час
попереднього прогрівання зразка до тем ператури експерим енту (не пере
вищ ує 2 хв); г2 - час витрим ки при тем пературі експерим енту у відсутності
навантаж ення ( 1...2 хв); г3 - час прикладення динам ічного навантаж ення
_2 _З
(тривалість процесу пластичної деформації, яка дорівню є 10 ...10 с); г4 -
час охолодж ення зразка (декілька секунд).
Ш ви дк ість п ласти чн о ї д еф орм ац ії розраховували за ф орм улою є =
= ( Д к /к 0 ) / гз , де Д к - зм іна висоти зразка внаслідок навантаж ення; к 0 -
початкова висота зразка.
П ісля навантаж ення досл ідж ували структуру і властивості зразків. П ри
цьом у використовували метод вим ірю вання м ікротвердості уздовж деф орм о
ваної пластини (на двох протилеж них поверхнях і на зрізі, це давало м ож ли
вість судити про стан м атеріалу в о б ’єм і пластини) та рентгеноструктурний
ф азовий аналіз із використанням граф ітового м онохром атора (С и -К а -вип ро
міню вання).
М ікротвердість вим ірю вали на м ікротвердом ірі П М Т-3 при наванта
ж енні 100 г, при цьом у зварний ш ов знаходився в середині пластини. Слід
відм ітити, щ о на двох протилеж них поверхнях розм іри зони зварного ш ва
були р ізним и. В табл. 1 буквою “Ш ” позначено поверхню зразка з більш
ш ирокою зоною зварного ш ва, буквою “В ” - відповідно поверхню з вужчою
зоною зварного шва. Там же наведено ум ови навантаж ення дослідж уваних
зразків.
Т а б л и ц я 1
Умови навантаження зразків
№
зразка
Ділянка
обробки
Тип
наванта
ження
Темпе
ратура,
0 С
Вантаж.
кг
Висота
падіння
вантажу, м
Кількість
ударів
(проходів)
Ступінь
дефор
мації, %
0 Поверхня Удар 60 40,0 1,7 10 6,0
1 Зріз » 20 42,5 1,7 1 44,0
2 » УЗО 20 - - - 0
3 » Удар 250 42,5 1,7 10 2,0
4-1 Поверхня (Ш) » 20 26,0 1,7 10 5,8
4-2 Поверхня (В) » 20 26,0 1,7 10 5,8
5-1 Поверхня (Ш) Прокатка 20 - - 1 4,0
5-2 Поверхня (В) » 20 - - 1 4,0
ЙХ# 0556-171Х. Проблеми прочности, 2007, № 4 129
О. Е. Засимчук, В. Ф. Мазанко, Р. Г. Гонтарева, Л. В. Тарасенко
Е к с п е р и м е н т а л ь н і д ан і т а їх а н а л із . Н а рис. 1 показано розподіл
значень м ікротвердості на поверхні звареної пластини у вихідном у стані.
Розташ ування цен тру зварного ш ва відповідає точці № 65, точкам із № № 0 і
125 - значення м ікротвердості поза зоною впливу зварного ш ва (рис. 1).
Рис. 1. Розподіл значень мікротвердості на поверхні із широкою зоною зварного шва при
випробуванні зразка у вихідному стані. (Тут і на рис. 2 -5 на осі абсцис указано номери точок
вимірювання по зразку упоперек шва. Відстань між точками вимірювання дорівнює 0,3 мм.)
М ікротвердість у зоні впливу зварного ш ва доси ть неоднорідна, м ає дві
м айж е сим етричні зони з м ін ім альною м ікротвердістю з обох боків від
зварного ш ва, так звані “м ’як і” зони.
Н а рис. 2 наведено дані вим ірю вання м ікротвердості на поверхн і зваре
н о ї пластини у вихідном у стані і п ісля навантаж ення ударом (табл. 1).
П орівню ю чи рис. 1 і 2 ,а , м ож на зробити висновок, щ о вони відрізняю ться
лиш е значенням и м ікротвердості в зоні зварного ш ва, в той час як н аван
таж ення ударом (рис. 2,6) призводить до значних коливань м ікротвердості
навіть в зоні зварного шва.
Н, М П а н, М П а
а N2 іо ч ки по з р а зку 6 № І0 чки по зра зку
Рис. 2. Розподіл значень мікротвердості при випробуванні зразка № 0 (табл. 1) на поверхні із
широкою зоною зварного шва: а - вихідний стан; 6 - після навантаження ударом.
130 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 4
Вплив імпульсної деформації на перерозподіл
У п о р і в н я н н і з в и х і д н и м с т а н о м п і с л я н а в а н т а ж е н н я у д а р о м м о ж н а
в і д м і т и т и з м і ц н е н н я м а т е р і а л у у в с і х з о н а х .
Н а р и с . 3 , а п о к а з а н о р о з п о д і л з н а ч е н ь м і к р о т в е р д о с т і д л я з р а з к а № 1
( т а б л . 1 ) . В п л и в у л ь т р а з в у к о в о г о о п р о м і н е н н я і л ю с т р у є р и с . 3 , 6 ( з р а з о к № 2 ) .
Я к і в п о п е р е д н ь о м у в и п а д к у , в и м і р ю в а н н я м і к р о т в е р д о с т і п р о в о д и л и н а
з р і з і з р а з к а з м е т о ю в и з н а ч е н н я р о з п о д і л у ц і є ї м е х а н і ч н о ї х а р а к т е р и с т и к и у
й о г о в н у т р і ш н ь о м у о б ’ є м і .
Н а р и с . 4 , а п р е д с т а в л е н о р о з п о д і л з н а ч е н ь м і к р о т в е р д о с т і н а з р і з і
з р а з к а № 3 ( т а б л . 1 ) п р и н а в а н т а ж е н н і з а т е м п е р а т у р и 2 5 0 ° С .
Н, МПа
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
і . .
Ч ■ л і '7
№ точки по зразку № точки по зразку
Р ис. 3. Р о зп о д іл зн ач ен ь м ік р о тв е р д о с т і д л я зр азк ів № 1 (а ) і № 2 (б ) - т аб л . 1.
№ точки по зразку № точки по зразку
Рис. 4. Р о зп о д іл зн ач ен ь м ік р о тв е р д о с т і д л я зр азк ів № 3 (а ) і № 4-1 (б).
В п л и в п р о к а т к и н а м е х а н і ч н і в л а с т и в о с т і з в а р е н о г о з р а з к а і л ю с т р у є
р и с . 5 . А н а л і з н а в е д е н и х н а р и с . 1 - 5 р е з у л ь т а т і в р о з п о д і л у м і к р о т в е р д о с т і в
з в а р е н и х п л а с т и н а х б а г а т о к о м п о н е н т н о г о с п л а в у н а о с н о в і а л ю м і н і ю 2 0 2 4
Т 3 - 5 1 п і с л я м е х а н і ч н о г о н а в а н т а ж е н н я з а р е ж и м а м и , н а в е д е н и м и в т а б л . 1,
п о к а з а в .
• У в и х і д н о м у с т а н і д л я з в а р е н о ї п л а с т и н и х а р а к т е р н а м а к р о с к о п і ч н а
н е о д н о р і д н і с т ь м е х а н і ч н и х в л а с т и в о с т е й . Ц ю н е о д н о р і д н і с т ь м о ж н а х а р а к -
ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 4 131
О. Е. Засимчук, В. Ф. Мазанко, Р. Г. Гонтарева, Л. В. Тарасенко
т е р и з у в а т и н а я в н і с т ю ч о т и р ь о х з о н : 1 - з о н а з в а р н о г о ш в а ; 2 - м ’я к а з о н а ( п о
о б и д в а б о к и в і д з в а р н о г о ш в а ) ; 3 - з о н а т а к з в а н о г о т е р м і ч н о г о в п л и в у ; 4 -
в и х і д н и й м е т а л ( м і к р о т в е р д і с т ь с п л а в у д о п о ч а т к у п р о ц е с у з в а р ю в а н н я ) . І з
в р а х у в а н н я м ф а з о в о ї і х і м і ч н о ї н е о д н о р і д н о с т і с п л а в у м о ж н о п р и п у с т и т и ,
щ о н е о д н о р і д н і с т ь м е х а н і ч н и х в л а с т и в о с т е й з в а р е н о ї п л а с т и н и з у м о в л е н а
з м і н о ю ф а з о в о г о с к л а д у т а р о з м і р у н а д л и ш к о в и х ф а з у п р о ц е с і з в а р ю в а н н я .
Рис. 5. Р о зп о д іл зн ач ен ь м ік р о твер д о ст і н а п о вер х н і зр азк а № 5-1 (табл. 1).
• П р и п о р і в н я н н і р и с . 1 і 4 , а б а ч и м о , щ о м і к р о т в е р д і с т ь н е с у т т є в о
з р о с т а є у в с і х з о н а х з в а р е н о ї п л а с т и н и ( т е м п е р а т у р а у д а р у 20° С ) . У т о й ж е
ч а с п р и н е з н а ч н о м у п і д в и щ е н н і т е м п е р а т у р и ( д о 6 0 ° С ) і з б і л ь ш е н н і н а в а н т а
ж е н н я в і д 2 6 д о 4 0 к Г к о л и в а н н я з н а ч е н ь м і к р о т в е р д о с т і в і д м і ч а ю т ь с я л и ш е
в з о н і з в а р н о г о ш в а ; з м і ц н е н н я а б о з н е м і ц н е н н я м а т е р і а л у у в с і х з о н а х
в і д с у т - н є ( р и с . 2).
• Д о с л і д ж е н н я м і к р о т в е р д о с т і н а з р і з і д а є у я в л е н н я п р о р о з п о д і л м е х а
н і ч н и х в л а с т и в о с т е й у в н у т р і ш н і х о б ’є м а х з р а з к а . І з ц і є ї т о ч к и з о р у д у ж е
ц і к а в и м є р е з у л ь т а т д і ї о д н о г о у д а р у з а к і м н а т н о ї т е м п е р а т у р и ( р и с . 3 , а ) , щ о
п р и з в е л о д о з н а ч н о ї д е ф о р м а ц і ї ( 4 4 % ) і д о п о в н і с т ю о д н о р і д н о г о з н е м і ц -
н е н о г о с т а н у м а т е р і а л у . У т о й ж е ч а с н а в а н т а ж е н н я д е с я т ь м а у д а р а м и з а
т е м п е р а т у р и 2 5 0 ° С п р и з в о д и т ь д о д е ф о р м а ц і ї в с ь о г о 2 % і д о з б е р е ж е н н я н е
о д н о р і д н о г о з а м е х а н і ч н и м и в л а с т и в о с т я м и н а з р і з і с т а н у м а т е р і а л у ( р и с . 4 , а ) .
П р и ч и н а т а к о ї р і з н и ц і в д е ф о р м а ц і ї з у м о в л е н а з м і н о ю ф а з о в о г о с к л а д у
м а т е р і а л у в д і л я н ц і з в а р ю в а н н я .
• П р о к а т к а ( р и с . 5 ) і у л ь т р а з в у к о в е о п р о м і н е н н я ( р и с . 3 , 6 ) н е в и к л и к а л и
с у т т є в и х з м і н у р о з п о д і л і м е х а н і ч н и х в л а с т и в о с т е й м а т е р і а л у .
З н а ч н о з м і ц н и т и д і л я н к у з в а р н о г о ш в а з і з б е р е ж е н н я м н е о д н о р і д н о с т і
р о з п о д і л у м і к р о т в е р д о с т і в д а л о с я п р и в и к о р и с т а н н і р е ж и м у о б р о б к и з р а з к а
№ 4 ( д е с я т ь у д а р і в і з м і н і м а л ь н и м н а в а н т а ж е н н я м з а к і м н а т н о ї т е м п е р а
т у р и ) .
Я к і с н и й ф а з о в и й а н а л і з п о к а з а в н а я в н і с т ь у з в а р е н и х з р а з к а х о к р і м
т в е р д о г о р о з ч и н у н а о с н о в і а л ю м і н і ю д в о х ф а з : A l 2C u M g і С и А 1 2. О т р и м а н і
д а н і н а в е д е н о в т а б л . 2 і 3 .
132 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 4
Вплив імпульсної деформації на перерозподіл
Т а б л и ц я 2
Наявність і кількість фази СиА12 в деформованих зразках
№ зр а зк а d, нм 5 , с м 2 В , р ад
В и х ід н и й 0 ,208 3,5 0 ,0152
0 0 ,207 3,0 0 ,0145
1 0,200 5,0 0 ,0174
2 0 ,209 5,2 0,0151
3 0,210 6,0 0 ,0174
4 0 ,208 2,5 0,0121
П р и м іт к а . Т у т і в таб л . 3 -5 : d - м іж п л о щ и н н а в ід стан ь ; 5 - с у м ар н а п л о щ и н а д и ф р а к ц ій н о ї
л ін ії; В - н а п ів ш и р и н а д и ф р а к ц ій н о ї л ін ії (400).
Т а б л и ц я 3
Наявність і кількість фази А12СиМ ̂ в деформованих зразках
№ зр а зк а d, нм , п ри 20 ~ 25° 5 , с м 2 В , р ад
В и х ід н и й 0 ,355 1,00 0 ,0087
0 0 ,353 4 ,00 0 ,0129
1 0 ,355 6,00 0 ,0174
2 0 ,355 4 ,00 0 ,0145
3 0 ,355 4 ,50 0,0261
4 0 ,355 0,35 0 ,0087
У з р а з к у № 5 ф а з а С и А 1 2 р е н т г е н о г р а ф і ч н о н е ф і к с у є т ь с я . В р а х о в у ю ч и
н е з н а ч н у к і л ь к і с т ь у с п л а в і 2 0 2 4 Т 3 - 5 1 і н т е р м е т а л і д н и х ф а з С и А 1 2 і A 12C u M g ,
д л я х а р а к т е р и с т и к и ї х н а я в н о с т і у з в а р е н и х і д е ф о р м о в а н и х з р а з к а х в и к о р и с
т о в у в а в с я б р е г г і в с ь к и й к у т в і д о б р а ж е н н я н а й б і л ь ш і н т е н с и в н и х р е ф л е к с і в
ц и х ф а з н а д и ф р а к т о г р а м і з р а з к а , щ о д а в а л о з м о г у о ц і н и т и м і ж п л о щ и н н у
в і д с т а н ь d з а р і в н я н н я м В у л ь ф а - Б р е г г а .
В і д н о с н а к і л ь к і с т ь ф а з и о ц і н ю в а л а с я п р и б л и з н о я к в е л и ч и н а , п р о п о р
ц і й н а і н т е г р а л ь н і й і н т е н с и в н о с т і д и ф р а к ц і й н о ї л і н і ї , т о б т о с у м а р н і й п л о щ і
ц і є ї л і н і ї 5 . П а р а м е т р В д а в а в у я в л е н н я п р о н а я в н і с т ь м і к р о н а п р у г у
ч а с т к а х ф а з и , щ о р о з г л я д а ю т ь с я .
М е х а н і ч н і в л а с т и в о с т і ( м і к р о т в е р д і с т ь ) к о ж н о ї д і л я н к и з в а р е н о г о з р а з
к а є с к л а д н о ю ф у н к ц і є ю д е к і л ь к о х п а р а м е т р і в : с т у п е н я д е ф о р м а ц і й н о г о
з м і ц н е н н я , я к и й з а л е ж и т ь в і д в е л и ч и н и і т е м п е р а т у р и д е ф о р м а ц і ї ; з м і н и
к о н ц е н т р а ц і ї т в е р д о г о р о з ч и н у в н а с л і д о к р о з ч и н е н н я ч и в и д і л е н н я н а д л и ш
к о в и х ф а з ; з м і ц н е н н я з а р а х у н о к д и с п е р с н о с т і ч а с т о к , щ о в и д і л я ю т ь с я з
т в е р д о г о р о з ч и н у ; з н е м і ц н е н н я ш л я х о м к о а г у л я ц і ї ч а с т о к н а д л и ш к о в и х ф а з .
У п р о ц е с і н а в а н т а ж е н н я в с і ц і ф а к т о р и д і ю т ь о д н о ч а с н о , щ о с т в о р ю є
м а л о п р о г н о з о в а н у с и т у а ц і ю . В р а х о в у ю ч и д у ж е м а л и й ч а с н а в а н т а ж е н н я
( д и в . в и щ е ) і п р а к т и ч н о в і д с у т н ю д и ф у з і ю д о м і ш о к п р и д о с и т ь н и з ь к и х
т е м п е р а т у р а х , з м і н и ф а з о в о г о с к л а д у м о ж у т ь в і д б у в а т и с я л и ш е з а в д я к и
п е р е н о с у м а с и п о к а н а л а х г і д р о д и н а м і ч н о ї т е ч і ї .
І55М 0556-171Х. Проблеми прочности, 2007, № 4 133
О. Е. Засимчук, В. Ф. Мазанко, Р. Г. Гонтарева, Л. В. Тарасенко
Н а й б і л ь ш и й і н т е р е с д л я п р а к т и ч н о г о в т і л е н н я і м п у л ь с н о ї м е х а н і ч н о ї
о б р о б к и с т а н о в и т ь р е з у л ь т а т , о т р и м а н и й п р и в и к о р и с т а н н і р е ж и м у о б р о б к и
з р а з к а № 1 ( т а б л . 1 і р и с . 3 , а ) . Д о с и т ь з н а ч н а д е ф о р м а ц і я з р а з к а з а ч а с_3
о д н о г о у д а р у (~10 с ) з а к і м н а т н о ї т е м п е р а т у р и д а є м о ж л и в і с т ь п р и п у с
т и т и , щ о р е л а к с а ц і й н і п р о ц е с и в к а н а л а х г і д р о д и н а м і ч н о ї т е ч і ї п і д ч а с
д е ф о р м а ц і ї н е в і д б у в а л и с я , і к а н а л и м а л и р і д и н о п о д і б н у с т р у к т у р у , щ о
с п р и я л о ш в и д к о м у п е р е н о с у м а с и . В н а с л і д о к ц ь о г о п р о ц е с у з п е р е с и ч е н о г о
т в е р д о г о р о з ч и н у м а л и в и д і л я т и с я д о м і ш к и С и і M g , я к і ф о р м у в а л и і н т е р -
м е т а л і д н і ф а з и A l 2C u M g і С и Л І 2. П р о ц е с в і д ч а т ь д а н і , щ о н а в е д е н і в т а б л . 2
і 3 : п а р а м е т р Б ф а з и A l 2C u M g у п о р і в н я н н і з в и х і д н и м с т а н о м з р о с т а є в
ш і с т ь р а з і в , ф а з и С и Л 1 2 - у 1 ,5 . Т а к и м ч и н о м , з б і л ь ш е н н я у с п л а в і с у м а р н о ї
к і л ь к о с т і г о л о в н и м ч и н о м ф а з и A 12C u M g з а р а х у н о к в и д і л е н н я з т в е р д о г о
р о з ч и н у С и і M g с п р и я є з м е н ш е н н ю м е х а н і ч н о ї м а к р о н е о д н о р і д н о с т і й
о д н о ч а с н о с у т т є в о м у з н е м і ц н е н н ю м а т е р і а л у з в а р н о г о ш в а . П р и в е р т а є у в а г у
т а к о ж н е з н а ч н е з б і л ь ш е н н я п а р а м е т р а В д л я о б о х ф а з у п о р і в н я н н і з
в и х і д н и м с т а н о м . Ц е г о в о р и т ь п р о т е , щ о ї х д и с п е р с н і с т ь м а й ж е о д н а к о в а .
А н а л і з в п л и в у п і д в и щ е н н я т е м п е р а т у р и н а в а н т а ж е н н я н а р о з п о д і л
м і к р о т в е р д о с т і і ф а з о в и й с к л а д з в а р е н и х з р а з к і в ( н а р и с . 2 з р а з о к № 0)
п о к а з а в , щ о н е з н а ч н е ї ї п і д в и щ е н н я і з б і л ь ш е н н я к і л ь к о с т і у д а р і в н е д а л и
б а ж а н о г о е ф е к т у о д н о р і д н о с т і м і к р о т в е р д о с т і , а л е п р и в е л и д о з м е н ш е н н я
с у м а р н о ї д е ф о р м а ц і ї . Н а н а ш п о г л я д , о с т а н н є п о в ’я з а н о з т и м , щ о з а
л о к а л і з о в а н о ї п л а с т и ч н о ї д е ф о р м а ц і ї п і д ч а с н а в а н т а ж е н н я , я к а в і д б у в а є т ь с я
ш л я х о м п е р е н о с у м а с и п о г і д р о д и н а м і ч н и х к а н а л а х , в н и х м а є б у т и а м о р ф н а
( р і д и н о п о д і б н а ) с т р у к т у р а . Н е з н а ч н е п і д в и щ е н н я т е м п е р а т у р и с п р и я є р е л а к
с а ц і ї с т р у к т у р и к а н а л і в у п р о ц е с і ї х у т в о р е н н я і з н и ж у є ї х м о ж л и в і с т ь д о
п е р е н о с у м а с и п і д н а п р у г о ю . З і з б і л ь ш е н н я м к і л ь к о с т і у д а р і в р і с т д е ф о р
м а ц і ї в т а к и х у м о в а х н е в і д б у в а є т ь с я . З б і л ь ш е н н я к і л ь к о с т і ф а з и A 1 2C u M g
б е з з м і н и д и с п е р с н о с т і ї ї ч а с т о к м о ж е з у м о в и т и л и ш е з м і ц н е н н я м а т е р і а л у
з в а р н о г о ш в а , щ о й і л ю с т р у є р и с . 2 .
П о д а л ь ш е п і д в и щ е н н я т е м п е р а т у р и н а в а н т а ж е н н я п р и з б е р е ж е н н і к і л ь
к о с т і у д а р і в , а с а м е д е с я т и ( н а р и с . 4 , а з р а з о к № 3 ) , п р и з в о д и т ь д о з н и ж е н н я
с у м а р н о г о с т у п е н я д е ф о р м а ц і ї д о 2% , н е з н а ч н о г о з н е м і ц н е н н я о к р е м и х з о н і
к о л и в а н ь з н а ч е н ь м і к р о т в е р д о с т і в з о н і з в а р н о г о ш в а . Н а о д н о р і д н і с т ь
р о з п о д і л у м і к р о т в е р д о с т і т а к а о б р о б к а п р а к т и ч н о н е в п л и в а є . Д а н і , щ о
н а в е д е н о в т а б л . 2 і 3 , с в і д ч а т ь п р о з б і л ь ш е н н я п а р а м е т р і в Б і В о б о х ф а з ,
щ о , й м о в і р н о , і є п р и ч и н о ю з б е р е ж е н н я н е о д н о р і д н о с т і м е х а н і ч н и х в л а с т и
в о с т е й м а т е р і а л у з в а р н о г о ш в а .
Я к б у л о п о к а з а н о в и щ е , н а й б і л ь ш е з м і ц н е н н я с п о с т е р і г а є т ь с я п р и
р е ж и м і о б р о б к и з р а з к а № 4 - 1 ( р и с . 4 , 6 ) . Р е ж и м н а в а н т а ж е н н я ц ь о г о з р а з к а
( т а б л . 1 ) н а с т у п н и й : д е с я т ь у д а р і в в а г о ю 2 6 к Г з а к і м н а т н о ї т е м п е р а т у р и п р и
д е ф о р м а ц і ї 5 ,8 % . Ц і к а в о в і д м і т и т и , щ о в з р а з к а х № 4 і № 0 з а д е с я т ь у д а р і в
б у л о д о с я г н у т о м а й ж е о д н а к о в о г о с т у п е н я д е ф о р м а ц і ї , а л е п р и з н а ч н о м е н
ш і й с и л і у д а р у п о з р а з к у № 4 і п р и п і д в и щ е н і й т е м п е р а т у р і в з р а з к у № 0 ,
т о б т о н е з н а ч н е п і д в и щ е н н я т е м п е р а т у р и д і є т а к с а м о , я к і з м е н ш е н н я
в а н т а ж а . А л е я к щ о у в и п а д к у з р а з к а № 0 м а л а м і с ц е б і л ь ш ш в и д к а р е л а к с а
ц і я с т р у к т у р и к а н а л і в г і д р о д и н а м і ч н о ї т е ч і ї , т о п р и н а в а н т а ж е н н і з р а з к а № 4
134 ІББМ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 4
Вплив імпульсної деформації на перерозподіл
з м е н ш о ю в а г о ю б і л ь ш п о в і л ь н о в і д б у в а є т ь с я у т в о р е н н я к а н а л і в , і в і д п о в і д
н о с т у п і н ь с у м а р н о ї д е ф о р м а ц і ї з м е н ш у є т ь с я .
З м і ц н е н н я в с і х з о н з в а р е н о г о з р а з к а № 4 , н а н а ш п о г л я д , з у м о в л е н о
з м е н ш е н н я м к і л ь к о с т і о б о х ф а з : A l 2C u M g і С и Л І 2 з а р а х у н о к ї х п е р е х о д у у
т в е р д и й р о з ч и н ( т а б л . 2 і 3 ) .
З р а з о к № 1 в и к о р и с т о в у в а в с я д л я в с т а н о в л е н н я з м і н , щ о в і д б у в а ю т ь с я у
ф а з о в о м у с к л а д і з в а р е н и х і д е ф о р м о в а н и х у д а р о м з р а з к і в п р и п е р е м і щ е н н і
в і д п о в е р х н і д о в н у т р і ш н і х ш а р і в . П і с л я н а в а н т а ж е н н я і д о с л і д ж е н н я м е х а
н і ч н и х в л а с т и в о с т е й і ф а з о в о г о с к л а д у н а п о в е р х н і з а д о п о м о г о ю е л е к т р о -
п о л і р у в а н н я б у л о з н я т о ш а р т о в щ и н о ю 3 0 0 м к м і п р о в е д е н о р е н т г е н о г р а
ф і ч н е д о с л і д ж е н н я ф а з о в о г о с к л а д у ( я к і р а н і ш е , д о с л і д ж у в а л и с я н а я в н і с т ь і
к і л ь к і с т ь ф а з A l 2C u M g і С и Л 1 2) . О т р и м а н і р е з у л ь т а т и н а в е д е н о в т а б л . 4 і 5 .
Т а б л и ц я 4
Наявність і кількість фази СиА12 у внутрішніх шарах зразка № 1
М іс ц е ан ал ізу d, нм 5 , с м 2 В , рад
П о вер х н я 0,2 5,0 0 ,0174
300 м к м в ід п о в ер х н і 0,2 3,8 0 ,0184
Т а б л и ц я 5
Наявність і кількість фази А12СиМ ̂у внутрішніх шарах зразка № 1
М іс ц е ан ал ізу d, нм 5 , с м 2 В , рад
П о вер х н я 0 ,355 6 0 ,0174
3 00 м к м в ід п о в ер х н і 0 ,355 3 0 ,0174
Я к в и д н о з д а н и х т а б л и ц ь , д и с п е р с н і с т ь ф а з A 1 2C u M g і С и Л 1 2 н а
п о в е р х н і і у в н у т р і ш н і х ш а р а х н е з м і н ю є т ь с я , а ї х к і л ь к і с т ь н е с у т т є в о
з р о с т а є . Я к і н а п о в е р х н і , р о з п о д і л м е х а н і ч н и х в л а с т и в о с т е й ( м і к р о т в е р
д і с т ь ) з а л и ш а є т ь с я о д н о р і д н и м .
В и с н о в к и
1 . У с т р у к т у р н о - н е о д н о р і д н о м у а л ю м і н і є в о м у с п л а в і 2 0 2 4 Т 3 - 5 1 в с т а
н о в л е н о п р я м и й з в ’я з о к м і ж п о в е р х н е в и м и і в н у т р і ш н і м и д е ф о р м а ц і й н и м и
с т р у к т у р а м и і м е х а н і ч н и м и в л а с т и в о с т я м и . Н а й б і л ь ш п е р с п е к т и в н о ю д е ф о р
м а ц і й н о ю о б р о б к о ю з в а р е н и х з р а з к і в с п л а в у 2 0 2 4 Т 3 - 5 1 з м е т о ю у с у н е н н я
м а к р о с к о п і ч н о ї н е о д н о р і д н о с т і м е х а н і ч н и х в л а с т и в о с т е й і з б е р е ж е н н я з м і ц
н е н о г о с т а н у є о б р о б к а у д а р о м і з в и к о р и с т а н н я м т а к о г о р е ж и м у : о д и н у д а р
в а г о ю 2 0 - 2 5 к Г з а к і м н а т н о ї т е м п е р а т у р и .
2 . У ф о р м у в а н н і к о н т р о л ь о в а н и х с т р у к т у р і м е х а н і ч н и х в л а с т и в о с т е й
п р и і м п у л ь с н и х н а в а н т а ж е н н я х б а г а т о к о м п о н е н т н о г о а л ю м і н і є в о г о с п л а в у
2 0 2 4 Т 3 - 5 1 с у т т є в у р о л ь в і д і г р а є г і д р о д и н а м і ч н а п л а с т и ч н а т е ч і я . П р о р о л ь
о с т а н н ь о ї , а н е д и ф у з і й н и х п р о ц е с і в у з м і н і ф а з о в о г о с к л а д у с п л а в у с в і д ч а т ь
д о с и т ь м а л и й ч а с н а в а н т а ж е н н я і н и з ь к і т е м п е р а т у р и , щ о в и к л ю ч а є м о ж л и
в і с т ь д и ф у з і ї д о м і ш о к і п і д т в е р д ж у є р о л ь п е р е н о с у м а с и п о г і д р о д и н а м і ч н и х
к а н а л а х .
ISSN 0556-171Х. Проблеми прочности, 2007, № 4 135
О. Е. Засимчук, В. Ф. Мазанко, Р. Г. Гонтарева, Л. В. Тарасенко
Р е з ю м е
П р о в е д е н ы д ю р о м е т р н ч е с к н е и р е н т г е н о г р а ф и ч е с к и е и с с л е д о в а н и я с в а р н ы х
ш в о в в о б р а з ц а х с п л а в а 2 0 2 4 Т 3 - 5 1 п о с л е и м п у л ь с н о г о н а г р у ж е н и я п р и
р а з н ы х т е м п е р а т у р а х . У с т а н о в л е н ы п а р а м е т р ы н а и б о л е е п е р с п е к т и в н о й д е
ф о р м а ц и о н н о й о б р а б о т к и , а т а к ж е п о д т в е р ж д е н а р о л ь г и д р о д и н а м и ч е с к о г о
п л а с т и ч е с к о г о т е ч е н и я в ф о р м и р о в а н и и к о н т р о л и р у е м ы х с т р у к т у р и м е х а
н и ч е с к и х с в о й с т в .
1 . Б е л я к о в а М . Н . , З а с и м ч у к Е . Э . , Г о р д и е н к о Ю . Г . П р и з н а к и г и д р о
д и н а м и ч е с к о г о т е ч е н и я п р и и м п у л ь с н о м с ж а т и и м о л и б д е н а и ж е л е з а / /
М е т а л л о ф и з и к а и н о в е й ш и е т е х н о л о г и и . - 1 9 9 9 . - 2 1 , № 4 . - С . 5 9 - 7 1 .
2 . З а с и м ч у к Е . Э . , Г о р д и е н к о Ю . Г . , З а с и м ч у к В . И . Г и д р о д и н а м и ч е с к о е
т е ч е н и е п л а с т и ч е с к и д е ф о р м и р у е м ы х к р и с т а л л о в в с а м о о р г а н и з у ю щ и х
с я с т р у к т у р н ы х э л е м е н т а х / / С п л а в ы с э ф ф е к т о м п а м я т и ф о р м ы и
д р у г и е п е р с п е к т и в н ы е м а т е р и а л ы . Ч . 2 . : Т р . 3 8 М е ж д у н а р . с е м . “ А к т у
а л ь н ы е п р о б л е м ы п р о ч н о с т и ” . - С П б . , 2 0 0 1 . - С . 4 1 4 - 4 2 0 .
3 . З а с и м ч у к Е . Э . , Г о р д и е н к о Ю . Г . , Г о н т а р е в а Р . Г . , З а с и м ч у к И . К .
С е н с о р ы д л я о ц е н к и д е ф о р м а ц и о н н о г о п о в р е ж д е н и я в с т р у к т у р н о
н е о д н о р о д н ы х а в и а ц и о н н ы х с п л а в а х / / Ф и з . м е з о м е х а н и к а . - 2 0 0 2 . - 5 ,
№ 2 . - С . 8 7 - 9 5 .
4 . З а с и м ч у к Е . Э . , Г о р д и е н к о Ю . Г . , З а с и м ч у к В . И . К в о п р о с у о в о з м о ж
н о с т и п л а с т и ч е с к о г о ф о р м о и з м е н е н и я к р и с т а л л а п у т е м г и д р о д и н а м и
ч е с к о г о т е ч е н и я п о к а н а л а м с ж и д к о п о д о б н о й с т р у к т у р о й / / М е т а л л о
ф и з и к а и н о в е й ш и е т е х н о л о г и и . - 2 0 0 2 . - 2 4 , № 9 . - С . 1 1 6 1 - 1 1 7 6 .
5 . G o r d i e n k o Y u . G . , Z a s i m c h u k E . E . , a n d G o n t a r e v a R . G . U n c o n v e n t i o n a l
d e f o r m a t i o n m o d e s a n d s u r f a c e r o u g h n e s s e v o l u t i o n i n A l s i n g l e c r y s t a l s
u n d e r r e s t r i c t e d c y c l i c t e n s i o n c o n d i t i o n s / / J . M a t e r . S c i . L e t . - 2 0 0 2 . - 2 1 . -
P . 1 7 1 3 - 1 7 1 6 .
П о с т у п и л а 16. 09. 2006
136 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2007, № 4
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-48068 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0556-171X |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-28T06:33:13Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Засимчук, О.Е. Мазанко, В.Ф. Гонтарева, Р.Г. Тарасенко, Л.В. 2013-08-14T12:04:03Z 2013-08-14T12:04:03Z 2007 Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 / О.Е. Засимчук, В.Ф. Мазанко, Р.Г. Гонтарева, Л.В. Тарасенко // Проблемы прочности. — 2007. — № 4. — С. 128-136. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48068 539.2 Проведено дюрометричні та рентгенографічні дослідження зварних швів у зразках сплаву 2024 Т3-51 після імпульсного навантаження за різних температур. Встановлено параметри найбільш перспективної деформаційної обробки, а також підтверджено роль гідродинамічної пластичної течії у формуванні контрольованих структур і механічних властивостей. Проведены дюрометрнческне и рентгенографические исследования сварных швов в образцах сплава 2024 Т3-51 после импульсного нагружения при разных температурах. Установлены параметры наиболее перспективной деформационной обработки, а также подтверждена роль гидродинамического пластического течения в формировании контролируемых структур и меха нических свойств. We performed durometric and radiographic studies ofwelds in 2022 T3-51 alloy specimens after their pulse loading at various tempera tures. We have determined the parameters of the most lucrative deform ation treatm entand confirmed the critical role of hydrodynam ic plastic flow in the formation of controlled structures and mechanical properties of the material. uk Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 Effect of the pulse deformation on redistribution of components and mechanical properties on the surface and in the bulk of welds in 2024 T3-51 aluminum alloy plates Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 Засимчук, О.Е. Мазанко, В.Ф. Гонтарева, Р.Г. Тарасенко, Л.В. Научно-технический раздел |
| title | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 |
| title_alt | Effect of the pulse deformation on redistribution of components and mechanical properties on the surface and in the bulk of welds in 2024 T3-51 aluminum alloy plates |
| title_full | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 |
| title_fullStr | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 |
| title_full_unstemmed | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 |
| title_short | Вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 Т3-51 |
| title_sort | вплив імпульсної деформації на перерозподіл компонентів і механічні властивості на поверхні і в об’ємі зварних швів пластин алюмінієвого сплаву 2024 т3-51 |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48068 |
| work_keys_str_mv | AT zasimčukoe vplivímpulʹsnoídeformacíínapererozpodílkomponentívímehaníčnívlastivostínapoverhníívobêmízvarnihšvívplastinalûmíníêvogosplavu2024t351 AT mazankovf vplivímpulʹsnoídeformacíínapererozpodílkomponentívímehaníčnívlastivostínapoverhníívobêmízvarnihšvívplastinalûmíníêvogosplavu2024t351 AT gontarevarg vplivímpulʹsnoídeformacíínapererozpodílkomponentívímehaníčnívlastivostínapoverhníívobêmízvarnihšvívplastinalûmíníêvogosplavu2024t351 AT tarasenkolv vplivímpulʹsnoídeformacíínapererozpodílkomponentívímehaníčnívlastivostínapoverhníívobêmízvarnihšvívplastinalûmíníêvogosplavu2024t351 AT zasimčukoe effectofthepulsedeformationonredistributionofcomponentsandmechanicalpropertiesonthesurfaceandinthebulkofweldsin2024t351aluminumalloyplates AT mazankovf effectofthepulsedeformationonredistributionofcomponentsandmechanicalpropertiesonthesurfaceandinthebulkofweldsin2024t351aluminumalloyplates AT gontarevarg effectofthepulsedeformationonredistributionofcomponentsandmechanicalpropertiesonthesurfaceandinthebulkofweldsin2024t351aluminumalloyplates AT tarasenkolv effectofthepulsedeformationonredistributionofcomponentsandmechanicalpropertiesonthesurfaceandinthebulkofweldsin2024t351aluminumalloyplates |