Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния
Показана возможность получения прутков гафния методом гидроэкструзии. При степени деформации 40% прочность прутков гафния достигает 1000 MPa, а относительное удлинение снижается до 6%. Плотность дислокаций в таком материале составляет 7·10¹¹ cm⁻². Исследовано влияние температуры отжига на структуру...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69247 |
| 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: | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния / И.М. Коваленко, М.П. Старолат, А.А. Васильев, В.В. Макаренко, К.В. Ковтун // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 4. — С. 91-100. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859592953256738816 |
|---|---|
| author | Коваленко, И.М. Старолат, М.П. Васильев, А.А. Макаренко, В.В. Ковтун, К.В. |
| author_facet | Коваленко, И.М. Старолат, М.П. Васильев, А.А. Макаренко, В.В. Ковтун, К.В. |
| citation_txt | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния / И.М. Коваленко, М.П. Старолат, А.А. Васильев, В.В. Макаренко, К.В. Ковтун // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 4. — С. 91-100. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Показана возможность получения прутков гафния методом гидроэкструзии. При степени деформации 40% прочность прутков гафния достигает 1000 MPa, а относительное удлинение снижается до 6%. Плотность дислокаций в таком материале составляет 7·10¹¹ cm⁻². Исследовано влияние температуры отжига на структуру и механические свойства гидроэкструдированного металла. Изучены характер поверхности разрушения образцов после испытаний на растяжение, а также изменение относительного сопротивления при термообработке. Установлено, что отжиг гидроэкструдированного гафния приводит к возврату его механических свойств и электросопротивления, изменению характера поверхности разрушения при механических испытаниях. Существенные изменения наблюдаются при температурах отжига выше 873 K. Начальная стадия рекристаллизации характеризуется неоднородностью по объему деформированного металла.
Показано можливість отримання прутків гафнію методом гідроекструзії. При деформації на 40% міцність прутків гафнію досягає 1000 МPа, а відносне подовження знижується до 6%. Щільність дислокацій в такому матеріалі складає 7·10¹¹ см⁻². Дослiджено вплив температури відпалу на структуру та механічні властивості гідроекструдованого металу. Вивчено характер поверхні руйнування зразків після випробувань на розтягування, а також зміну відносного електроопору при термообробці. Відпал гідроекструдованого гафнію призводить до повернення його механічних властивостей, електроопіру, зміни характеру поверхні руйнування при механічних випробуваннях. Істотні зміни спостерігаються при температурах відпалу вище 873 K. Початкова стадія рекристалізації характеризується неоднорідністю по об‘єму деформованого металу.
A possibility of making hafnium bars by means of hydrostatic extrusion has been demonstrated. At a 40% deformation the strength characteristics of hafnium bars amounts to 1000 MPa, while the relative elongation decreases to 6%. Dislocation density in such a material makes 7·10¹¹ сm⁻². Influence of the annealing temperature on structure and mechanical properties of hydroextruded metal has been studied. Surface of failure of the strain-tested samples has been also investigated as well as changes in resistance ratio at heat treatment. The annealing of hydroextruded hafnium results in the recovery of mechanical properties and electrical resistance, as well as in changes of the surface of failure during mechanical tests. Significant variations are observed at annealing temperatures exceeding 873 K. The initial stage of recrystallization is characterized by volume inhomogeneity of deformed metal.
|
| first_indexed | 2025-11-27T18:10:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
© И.М. Коваленко, М.П. Старолат, А.А. Васильев, В.В. Макаренко, К.В. Ковтун, 2009
PACS: 62.20.–x
И.М. Коваленко1, М.П. Старолат2, А.А. Васильев2, В.В. Макаренко2,
К.В. Ковтун2
ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ
ГИДРОЭКСТРУДИРОВАННОГО ГАФНИЯ
1Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины
ул. Р. Люксембург, 72, г. Донецк, 83114, Украина
2Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины
ул. Академическая, 1, г. Харьков, 61108, Украина
E-mail: kkovtun@kipt.kharkov.ua
Статья поступила в редакцию 31 марта 2009 года
Показана возможность получения прутков гафния методом гидроэкструзии. При
степени деформации 40% прочность прутков гафния достигает 1000 MPa, а от-
носительное удлинение снижается до 6%. Плотность дислокаций в таком мате-
риале составляет 7·1011 cm–2. Исследовано влияние температуры отжига на
структуру и механические свойства гидроэкструдированного металла. Изучены
характер поверхности разрушения образцов после испытаний на растяжение, а
также изменение относительного сопротивления при термообработке. Установ-
лено, что отжиг гидроэкструдированного гафния приводит к возврату его меха-
нических свойств и электросопротивления, изменению характера поверхности
разрушения при механических испытаниях. Существенные изменения наблюдают-
ся при температурах отжига выше 873 K. Начальная стадия рекристаллизации
характеризуется неоднородностью по объему деформированного металла.
Ключевые слова: гафний, гидроэкструзия, термообработка, структура, механические
свойства, электросопротивление
Введение
Гафний как конструкционный материал, который находит широкое приме-
нение в ядерной энергетике, еще недостаточно изучен с точки зрения измене-
ния его свойств на различных стадиях механической и термической обработ-
ки при изготовлении из него необходимых изделий. Изменение свойств мате-
риала заготовок при обработке существенно зависит от содержания примесей.
Так, имеется возможность загрязнения металла газовыми примесями при на-
греве и проведении пластической деформации (ковке, прокатке, прессовании
и т.д.) на воздухе без использования защитных оболочек. Поэтому представ-
ляет интерес изучение возможности изготовления прутковых изделий из гаф-
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
92
ния методом гидроэкструзии при комнатной температуре. Этот метод [1] по-
зволяет деформировать труднообрабатываемые материалы для получения из-
делий с различной формой поперечного сечения. Гафний относится к трудно-
обрабатываемым материалам, поэтому получение таких изделий методом
гидроэкструзии представляется весьма перспективным.
Целью данных исследований было изучение возможности изготовления
прутковых изделий из гафния методом гидроэкструзии, а также свойств и
структуры полученных прутков после термообработки.
Материал и методики исследований
В качестве исходного материала использовали слитки гафния марки
ГФЭ-1 после электронно-лучевого переплава [2]. Из слитков, помещенных в
чехлы из малоуглеродистой стали, горячей ковкой и последующим горячим
прессованием были получены прутки, с которых химическим травлением
удаляли стальную оболочку [3]. Полученные прутки гафния затем подверга-
ли гидроэкструзии (рис. 1)*.
Проведенные эксперименты показали, что исходный пруток гафния диа-
метром 9 mm можно гидроэкструдировать за один проход со степенью де-
формации 40%. При этом возникают значитель-
ные внутренние напряжения, что приводит к по-
явлению продольных трещин в прутках. Чтобы
исключить образование трещин, исходные прут-
ки перед гидроэкструзией предварительно отжи-
гали при 1273 K в течение 1 h.
Механические свойства исследовали на об-
разцах, вырезанных из прутков вдоль направ-
ления экструзии. При комнатной температуре
изучали изменение микротвердости, прочно-
сти, относительного удлинения в зависимости
от температуры отжига вплоть до температуры
1073 K. Значения прочностных характеристик
и относительного удлинения получали при ис-
пытаниях на растяжение. Также были проведе-
ны исследования: возврата электросопротивле-
ния; микроструктуры методом оптической
микроскопии; изменения структуры поверхно-
сти разрушения методом растровой электрон-
ной микроскопии, а дислокационной структуры –
методом просвечивающей электронной микро-
скопии.
* Эксперименты по гидроэкструзии проводили в Донецком ФТИ им. А.А. Галкина
НАН Украины.
Рис. 1. Схема гидроэксту-
зии: 1 – пуансон, 2 – кон-
тейнер с рабочей жидко-
стью, 3 – заготовка, 4 –
матрица
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
93
Образцы для механических испытаний вырезали на электроискровом
станке. Затем образцы шлифовали на наждачной бумаге и подвергали хими-
ческой полировке в растворе, состоящем из H2O, HNO3, HCl (по 10 ml) и HF
(5 ml). Последующее травление таких образцов в растворе, состоящем из
H2O, HNO3 (по 45 ml) и HF (10 ml), позволило выявлять микроструктуру об-
разцов гафния при исследовании с помощью оптического микроскопа.
Образцы для испытаний на растяжение имели поперечное сечение 2 × 0.7 mm
и рабочую длину 10 mm. Скорость деформации при растяжении составляла
1·10–3 s–1. Зависимость нагрузки от удлинения исследуемых образцов запи-
сывали на двухкоординатном самописце. Из полученных кривых растяже-
ния находили пределы пропорциональности и прочности, а также относи-
тельное удлинение. Структуру поверхности разрушения на образцах (после
деформации растяжением до разрушения) исследовали методом растровой
микроскопии на микроскопе РЭММА-202М.
Для изучения влияния термообработки на структуру и свойства материа-
ла образцы отжигали в вакуумной печи сопротивления при остаточном дав-
лении 1·10–3 Pa при различных температурах в течение 1 h. Для исключения
влияния пленки оксинитридных соединений, образующихся на поверхности
образцов, поверхностный слой толщиной около 10 μm удаляли шлифовкой на
наждачной бумаге, а слой толщиной около 20 μm – химической полировкой.
Микротвердость образцов после механической и химической полировки
измеряли на приборе ПМТ-3 при нагрузке на алмазной пирамидке 100 g.
Электросопротивление измеряли при комнатной температуре и при тем-
пературе жидкого азота на образцах, предназначенных для испытаний на
растяжение, после предварительной химической полировки. Из полученных
значений электрических сопротивлений при 300 и 77 K находили их отно-
шение, которое указывало на изменение содержания дефектов кристалличе-
ской решетки гафния при отжиге.
Для изучения дислокационной структуры образцов гафния методом про-
свечивающей электронной микроскопии использовали электронный микро-
скоп TESLA-BS-613 при ускоряющем напряжении 100 kV. Утонение образ-
цов гафния для этих исследований предварительно проводили в растворе
для химической полировки (состав указан выше), а заключительную элек-
трополировку – в растворе, содержащем 5 ml хлорной кислоты в 100 ml эти-
лового спирта при температуре –70°C и напряжении 30 V.
Результаты исследований
Изменение характеристик прочности и пластичности в гидроэкструдиро-
ванных прутках после отжига представлено на рис. 2. Из графика видно, что
в результате обработки прочность гафния достигает 1000 MPa, предел про-
порциональности – 870 MPa, а относительное удлинение снижается до 6%. С
повышением температуры отжига пластичность возрастает до 20%, а предел
пропорциональности снижается более существенно, чем предел прочности.
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
94
Рис. 2. Зависимость прочностных характеристик и относительного удлинения экс-
трудированного гафния от температуры отжига: –■– – σb, –●– – σys, –▼– – δ
Рис. 3. Зависимость микротвердости экструдированного гафния от температуры
отжига: 1 – на боковой продольной поверхности, 2 – на торцевой поверхности прутка
Зависимость микротвердости от температуры отжига приведена на рис. 3.
В деформированном состоянии микротвердость на боковой поверхности со-
ставляет 3700 MPa. Следует отметить, что микротвердость на торцевой по-
верхности цилиндрических экструдированных заготовок ниже, чем на боко-
вой, и составляет 3100 MPa. При этом существенное снижение микротвер-
дости наблюдается после отжига свыше 873 K, а различие в твердости экс-
трудированного прутка на боковой и торцевой поверхностях становится не-
значительным.
Исследование микроструктуры боковой и торцевой поверхностей загото-
вок на оптическом микроскопе показало, что в результате гидроэкструзии
исходные зерна, наблюдаемые на боковой поверхности, претерпевают зна-
чительные изменения за счет их удлинения и фрагментации (рис. 4). Если в
исходной заготовке размер зерна на боковой поверхности составлял около
120 μm, то после гидроэкструзии наблюдаются фрагменты шириной 10–15 μm
и длиной около 30 μm. На торцевой поверхности полученных прутков обна-
ружены только отдельные фрагменты этих зерен размером около 10 μm.
а б
Рис. 4. Структура торцевой (а) и боковой (б) поверхностей гидроэкструдированно-
го прутка гафния
100 μm 50 μm
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
95
Дислокационная структура гидро-
экструдированного гафния, наблюда-
емая в базисных плоскостях, пред-
ставляет собой сплетение дислока-
ций с множественными ступеньками
(рис. 5). Плотность дислокаций дос-
тигает приблизительно 7·1011 cm–2,
фрагментация зерен на отдельные
разориентированные блоки не на-
блюдается. Электронограмма от та-
ких участков не становится кольце-
вой, а наблюдаемые отражения от
кристаллографических плоскостей представляют точечные рефлексы как от
монокристаллического образца.
Из зависимостей механических свойств гидроэкструдированного гафния
от температуры отжига видно, что такие характеристики, как микротвер-
дость, прочность и пластичность, изменяются незначительно при повыше-
нии температуры отжига до 873 K, и только отжиг при более высоких тем-
пературах приводит к резкому снижению микротвердости, прочности и уве-
личению относительного удлинения. Предел пропорциональности более
чувствителен к повышению температуры отжига и более заметно снижается
при температурах отжига выше 673 K.
Изменение отношения электрического сопротивления ρ300/ρ77 в зависи-
мости от температуры отжига показано на рис. 6. При температуре отжига
выше 873 K наблюдается резкий рост величины этого отношения.
Как видно из поведения механических свойств и электросопротивления,
процессы возврата этих характеристик в зависимости от температуры отжи-
га в гидроэкструдированном гафнии начинаются при нагреве выше 873 K.
Поэтому исследования дислокационной структуры проводили на образцах,
отожженных при 973 K. Структура, наблюдаемая в электронном микроскопе
(рис. 7), соответствует начальной стадии рекристаллизации. Следует отметить,
Рис. 6. Зависимость величины относительного сопротивления от температуры отжига
Рис. 7. Структура гидроэкструдированного гафния после отжига при температуре
973 K в течение 1 h
Рис. 5. Дислокационная структура гид-
роэкструдированного гафния до прове-
дения термообработок
0.3 μm
1 μm
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
96
что этот процесс протекает неравномерно по объему образца. Наблюдаются
отдельные рекристаллизованные зерна размером несколько микрон, которые
соседствуют с полигонизованными блоками шириной ∼ 0.1 μm и длиной
∼ 1 μm. На других участках изученного образца наблюдаются полигонизо-
ванные блоки шириной ∼ 0.4 μm и длиной несколько микрон.
Поверхности разрушения гидроэкструдированного неотожженного гафния
после деформации растяжением при комнатной температуре в зависимости от
температуры отжига, наблюдаемые в растровом электронном микроскопе,
представлены на рис. 8. Их характерной особенностью является волокнистый
вид структуры разрыва. Реализацию подобного характера проявления по-
верхности разрушения можно представить так, что зерна и их блоки в процес-
се деформации гидроэкструзией вытягиваются в виде нитевидных кристал-
лов, которые при растяжении деформируются, как псевдонитевидный мате-
риал. С повышением температуры отжига до 673 K вид поверхности разру-
шения становится типичным для мелкозернистых материалов с размером
кристаллов 10–20 μm, а наблюдаемые при большом увеличении ступеньки
сколов свидетельствуют о протекании процесса хрупкого разрушения.
а б
в г
Рис. 8. Поверхности разрушения гидроэкструдированного гафния после деформа-
ции растяжением при комнатной температуре без отжига (а) и с отжигом (K) в те-
чение 1 h: б – 673, в – 973, г – 1073
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
97
Как показал метод просвечивающей электронной микроскопии, после
отжига при 973 K выявляется начальная стадия рекристаллизации. Размер
отдельных блоков увеличивается до нескольких десятков микрон, а ступенек
скола на поверхности отрыва этих блоков не наблюдается, что свидетельст-
вует о переходе к вязкому разрушению. Отжиг при 1073 K приводит к рек-
ристаллизации с образованием зерен величиной 10–30 μm. Однако этот про-
цесс протекает неравномерно по сечению образцов, о чем свидетельствуют
большой разброс размеров зерен и структура поверхности разрушения при
растяжении, характеризуемая большим разбросом размеров зерен (рис. 8).
Обсуждение результатов
Холодная пластическая деформация гафния приводит к сильному наклепу
материала (что проявляется в резком увеличении прочности) и снижению
пластичности. При прокатке наибольшая степень деформации без растрес-
кивания заготовки составляет ∼ 30%, а в нашем случае при гидроэкструзии –
40%. Прочность гафния сорта ГФЭ-1 после прокатки на 30% при комнатной
температуре достигает 950 MPa, а относительное удлинение снижается до
5% [4]. Деформация гидроэкструзией на 40% приводит к подобным значе-
ниям механических свойств, возврат которых при последующих отжигах
должен быть соответственно подобным. Так, существенное снижение мик-
ротвердости, прочности и повышение пластичности в обоих случаях начи-
нается после отжига при температурах выше 873 K. Изменение предела
пропорциональности в зависимости от температуры отжига холоднокатаного
и гидроэкструдированного гафния имеет подобные зависимости, т.е. су-
щественное снижение этой величины начинается при температуре отжига
выше 673 K.
Несколько отличается изменение отношения электросопротивлений
ρ300/ρ77 с повышением температуры отжига. В прокатанном гафнии наблю-
дается более существенное повышение этой величины при температуре от-
жига 873 K по сравнению с гидроэкструдированным материалом. В этом ин-
тервале температур возврат электросопротивления обычно связывают с ухо-
дом атомов внедрения и вакансий к местам стоков или их взаимной анниги-
ляции [5]. Незначительное уменьшение электросопротивления при отжиге
при температуре около 800 K в гидроэкструдированном гафнии можно свя-
зать с существенным нагревом материала в процессе гидроэкструзии. Так,
по данным [1], нагрев труднодеформированного металла способен достигать
250°С. Локальный разогрев в плоскостях скольжения дислокаций бывает
значительно выше, что может существенно снизить концентрацию точечных
дефектов по сравнению с деформацией прокаткой с небольшими степенями
обжатия между проходами. Снижение предела пропорциональности при
температуре отжига до 800 K может быть связано со стоком точечных де-
фектов к дислокациям, приводящим к увеличению расстояния между точка-
ми закрепления дислокаций.
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
98
При температурах отжига немного выше 800 K, как видно из зависимости
ρ300/ρ77 от температуры отжига, начинается процесс аннигиляции дислока-
ций, приводящий к снижению их плотности, что сопровождается уменьше-
нием микротвердости, прочности и увеличением пластичности. Дальнейшее
повышение температуры отжига сопровождается образованием блоков, сво-
бодных от дислокаций, и последующей рекристаллизацией. В этом случае
прочностные характеристики металла определяются размером зерен и сни-
жаются по закону Холла–Петча.
Как следует из электронно-микроскопических исследований, рекристал-
лизация в изученном материале протекает неравномерно по объему металла,
что свидетельствует о неравномерном распределении остаточных напряже-
ний по объему образца. Это, в свою очередь, можно объяснить различной
ориентацией зерен в исходной заготовке по отношению к деформирующим
напряжениям, что особенно существенно для металлов с ГПУ-решеткой.
Выводы
1. Показана возможность изготовления прутков гафния гидроэкструзией
при комнатной температуре. При испытаниях максимальная деформация за-
готовки достигала 40%.
2. Обнаружено, что прочность гафния при испытаниях на растяжение об-
разцов, вырезанных вдоль направления экструзии, достигает 1000 MPa, а
относительное удлинение снижается до 6%.
3. Установлено, что при отжиге гидроэкструдированного гафния его ра-
зупрочнение и возврат механических свойств происходят при температурах
выше 873 K.
4. Изучена микрострукрура и структура поверхности разрушения гидро-
экструдированного гафния.
1. В.А. Белошенко, В.Н. Варюхин, В.З. Спусканюк, Теория и практика гидроэкстру-
зии, Наукова думка, Киев (2007).
2. И.М. Неклюдов, В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, К.В. Ковтун, М.П. Коцарь, А.П. Му-
хачов, Научные ведомости, Сер. Физика, Белгородский государственный уни-
верситет, № 1, 127 (2001).
3. В.М. Ажажа, К.В. Ковтун, П.Н. Вьюгов, З.Г. Карлина, ВАНТ. Серия «Физика
радиационных повреждений и радиационное материаловедение» вып. № 3,
(1998); там же № 4, (1998).
4. Р.В. Ажажа, А.А. Васильев, К.В. Ковтун, М.П. Старолат, Труды XVIII между-
народной конференции по физике радиационных явлений и радиационному ма-
териаловедению, 8–13 сентября 2008 г., Алушта, Крым (2008), с. 178.
5. Ван Бюрен, Дефекты в кристаллах, Изд-во иностр. лит., Москва (1962).
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
99
І.М. Коваленко, М.П. Старолат, А.О. Васильєв, В.В. Макаренко, К.В. Ковтун
ВПЛИВ ТЕРМООБРОБКИ НА ВЛАСТИВОСТІ ТА СТРУКТУРУ
ГІДРОЕКСТРУДОВАНОГО ГАФНІЮ
Показано можливість отримання прутків гафнію методом гідроекструзії. При де-
формації на 40% міцність прутків гафнію досягає 1000 МPа, а відносне подовження
знижується до 6%. Щільність дислокацій в такому матеріалі складає 7⋅1011 см–2.
Дослiджено вплив температури відпалу на структуру та механічні властивості
гідроекструдованого металу. Вивчено характер поверхні руйнування зразків після
випробувань на розтягування, а також зміну відносного електроопору при термооб-
робці. Відпал гідроекструдованого гафнію призводить до повернення його ме-
ханічних властивостей, електроопіру, зміни характеру поверхні руйнування при
механічних випробуваннях. Істотні зміни спостерігаються при температурах
відпалу вище 873 K. Початкова стадія рекристалізації характеризується неод-
норідністю по об‘єму деформованого металу.
Ключові слова: гафній, гідроекструзія, термообробка, структура, механічні вла-
стивості, електроопір
I.M. Kovalenko, M.P. Starolat, A.A. Vasil’ev, V.V. Makarenko, K.V. Kovtun
INFLUENCE OF HEAT TREATMENT ON PROPERTIES
AND STRUCTURE OF HYDROSTATICALLY EXTRUDED HAFNIUM
A possibility of making hafnium bars by means of hydrostatic extrusion has been demon-
strated. At a 40% deformation the strength characteristics of hafnium bars amounts to
1000 MPa, while the relative elongation decreases to 6%. Dislocation density in such a
material makes 7·1011 сm–2. Influence of the annealing temperature on structure and me-
chanical properties of hydroextruded metal has been studied. Surface of failure of the
strain-tested samples has been also investigated as well as changes in resistance ratio at
heat treatment. The annealing of hydroextruded hafnium results in the recovery of me-
chanical properties and electrical resistance, as well as in changes of the surface of failure
during mechanical tests. Significant variations are observed at annealing temperatures
exceeding 873 K. The initial stage of recrystallization is characterized by volume inho-
mogeneity of deformed metal.
Keywords: hafnium, hydroextrusion, annealing, structure, mechanical properties, electri-
cal resistance
Fig. 1. The scheme of hydroextrusion procedure: 1 – punch, 2 – container with oil, 3 –
billet, 4 – die
Fig. 2. Dependence of strength characteristics and relative elongation of extruded haf-
nium on the annealing temperature : –■– – σb, –○– – σys, –▼– – δ
Fig. 3. Dependence of microhardness of extruded hafnium on the annealing temperature:
1 – on the lateral surface, 2 – on the frontal surface of the bar
Fig. 4. Structure of the frontal (a) and lateral (б) surface of the hydroextruded hafnium bar
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 4
100
Fig. 5. Dislocation structure of hydroextruded hafnium before heat treatment
Fig. 6. Dependence of the resistance ratio on the annealing temperature
Fig. 7. Structure of hydroextruded hafnium after annealing at a temperature of 973 K for
1 h
Fig. 8. Surface of failure of hydroextruded hafnium after tensile deformation at room
temperature without annealing (a) and with annealing (K) for 1 h: б – 673, в – 973, г –
1073
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69247 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T18:10:03Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коваленко, И.М. Старолат, М.П. Васильев, А.А. Макаренко, В.В. Ковтун, К.В. 2014-10-09T15:32:40Z 2014-10-09T15:32:40Z 2009 Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния / И.М. Коваленко, М.П. Старолат, А.А. Васильев, В.В. Макаренко, К.В. Ковтун // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 4. — С. 91-100. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 62.20.–x https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69247 Показана возможность получения прутков гафния методом гидроэкструзии. При степени деформации 40% прочность прутков гафния достигает 1000 MPa, а относительное удлинение снижается до 6%. Плотность дислокаций в таком материале составляет 7·10¹¹ cm⁻². Исследовано влияние температуры отжига на структуру и механические свойства гидроэкструдированного металла. Изучены характер поверхности разрушения образцов после испытаний на растяжение, а также изменение относительного сопротивления при термообработке. Установлено, что отжиг гидроэкструдированного гафния приводит к возврату его механических свойств и электросопротивления, изменению характера поверхности разрушения при механических испытаниях. Существенные изменения наблюдаются при температурах отжига выше 873 K. Начальная стадия рекристаллизации характеризуется неоднородностью по объему деформированного металла. Показано можливість отримання прутків гафнію методом гідроекструзії. При деформації на 40% міцність прутків гафнію досягає 1000 МPа, а відносне подовження знижується до 6%. Щільність дислокацій в такому матеріалі складає 7·10¹¹ см⁻². Дослiджено вплив температури відпалу на структуру та механічні властивості гідроекструдованого металу. Вивчено характер поверхні руйнування зразків після випробувань на розтягування, а також зміну відносного електроопору при термообробці. Відпал гідроекструдованого гафнію призводить до повернення його механічних властивостей, електроопіру, зміни характеру поверхні руйнування при механічних випробуваннях. Істотні зміни спостерігаються при температурах відпалу вище 873 K. Початкова стадія рекристалізації характеризується неоднорідністю по об‘єму деформованого металу. A possibility of making hafnium bars by means of hydrostatic extrusion has been demonstrated. At a 40% deformation the strength characteristics of hafnium bars amounts to 1000 MPa, while the relative elongation decreases to 6%. Dislocation density in such a material makes 7·10¹¹ сm⁻². Influence of the annealing temperature on structure and mechanical properties of hydroextruded metal has been studied. Surface of failure of the strain-tested samples has been also investigated as well as changes in resistance ratio at heat treatment. The annealing of hydroextruded hafnium results in the recovery of mechanical properties and electrical resistance, as well as in changes of the surface of failure during mechanical tests. Significant variations are observed at annealing temperatures exceeding 873 K. The initial stage of recrystallization is characterized by volume inhomogeneity of deformed metal. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния Вплив термообробки на властивості та структуру гідроекструдованого гафнію Influence of heat treatment on properties and structure of hydrostatically extruded hafnium Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния Коваленко, И.М. Старолат, М.П. Васильев, А.А. Макаренко, В.В. Ковтун, К.В. |
| title | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния |
| title_alt | Вплив термообробки на властивості та структуру гідроекструдованого гафнію Influence of heat treatment on properties and structure of hydrostatically extruded hafnium |
| title_full | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния |
| title_fullStr | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния |
| title_full_unstemmed | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния |
| title_short | Влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния |
| title_sort | влияние термообработки на свойства и структуру гидроэкструдированного гафния |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69247 |
| work_keys_str_mv | AT kovalenkoim vliânietermoobrabotkinasvoistvaistrukturugidroékstrudirovannogogafniâ AT starolatmp vliânietermoobrabotkinasvoistvaistrukturugidroékstrudirovannogogafniâ AT vasilʹevaa vliânietermoobrabotkinasvoistvaistrukturugidroékstrudirovannogogafniâ AT makarenkovv vliânietermoobrabotkinasvoistvaistrukturugidroékstrudirovannogogafniâ AT kovtunkv vliânietermoobrabotkinasvoistvaistrukturugidroékstrudirovannogogafniâ AT kovalenkoim vplivtermoobrobkinavlastivostítastrukturugídroekstrudovanogogafníû AT starolatmp vplivtermoobrobkinavlastivostítastrukturugídroekstrudovanogogafníû AT vasilʹevaa vplivtermoobrobkinavlastivostítastrukturugídroekstrudovanogogafníû AT makarenkovv vplivtermoobrobkinavlastivostítastrukturugídroekstrudovanogogafníû AT kovtunkv vplivtermoobrobkinavlastivostítastrukturugídroekstrudovanogogafníû AT kovalenkoim influenceofheattreatmentonpropertiesandstructureofhydrostaticallyextrudedhafnium AT starolatmp influenceofheattreatmentonpropertiesandstructureofhydrostaticallyextrudedhafnium AT vasilʹevaa influenceofheattreatmentonpropertiesandstructureofhydrostaticallyextrudedhafnium AT makarenkovv influenceofheattreatmentonpropertiesandstructureofhydrostaticallyextrudedhafnium AT kovtunkv influenceofheattreatmentonpropertiesandstructureofhydrostaticallyextrudedhafnium |