Влияние деформации на свойства литых пористых материалов
Описано изменение механических свойств литых пористых материалов – газаров при их холодной деформации прокаткой и волочением. Change of mechanical properties of cast porous materials – gazars is described at their cold deformation rolling and drawing....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2013
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87582 |
| 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: | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов / В.Ю. Карпов, А.В. Толстенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 113. — С. 177-180. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859643417837961216 |
|---|---|
| author | Карпов, В.Ю. Толстенко, А.В. |
| author_facet | Карпов, В.Ю. Толстенко, А.В. |
| citation_txt | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов / В.Ю. Карпов, А.В. Толстенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 113. — С. 177-180. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Описано изменение механических свойств литых пористых материалов – газаров при их холодной деформации прокаткой и волочением.
Change of mechanical properties of cast porous materials – gazars is described at their cold deformation rolling and drawing.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:25:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
177
УДК 669-179
В.Ю. Карпов, д-р техн. наук, проф.
(НМетАУ),
А.В. Толстенко, канд. техн. наук, доцент
(ДГАУ)
ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИИ НА СВОЙСТВА ЛИТЫХ ПОРИСТЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Аннотация. Описано изменение механических свойств литых пористых материалов – газаров при
их холодной деформации прокаткой и волочением.
Ключевые слова: медный газар, прокатка, волочение, прочность.
V.Yu. Karpov, D. Sc. (Tech.)
(NMetAU),
A.V. Tolstenko, Ph. D. (Tech.), Assosiate Professor
(DSAU)
INFLUENCE OF DEFORMATION ON PROPERTIES OF CAST POROUS
MATERIALS
Abstract. Change of mechanical properties of cast porous materials – gazars is described at their cold de-
formation rolling and drawing.
Keywords: copper gazar, rolling, drawing, strength
Основной целью исследования является изучение изменения механических
свойств нового типа литых пористых анизотропных материалов – газаров при их
холодной пластической деформации.
При традиционной технологии изготовления газаров [1, 2] достаточно легко
получать поры диаметром (20-25) мкм при общей пористости (25-30) %. Получе-
ние более мелких по диаметру пор гораздо сложнее. Уже сейчас промышленность
требует снижения размера пор на порядок и более [3, 4]. Получать образцы газа-
ров с таким размером пор традиционным способом сложно, но пластическая де-
формация образцов газаров это позволяет.
Для экспериментов по деформации газаров изготавливались заготовки в
виде медных отливок диаметром 20 мм и длиной 130 мм, которые прокатывались
(волочились) в пруты диаметром 10 мм.
Исследование процессов холодной деформации газаров проводилось как
для свободной продольной прокатки, так и для волочения круглых заготовок.
Деформированные образцы газаров однозначно показали более высокие
механические показатели при всех степенях деформации. Прокатанный прут газа-
ра после отжига для снятия внутренних напряжений при толщине 10 мм имел
прочность в 1,5-2 раза выше, чем монолитный и равный по размерам. Не ото-
жжённый деформированный образец газара имел прочность в 2-3 раза выше, чем
монолитный прут диаметром 10 мм.
При инструментальном исследовании деформированных образцов газаров
было отмечено, что есть зависимость их предела текучести от степени деформа-
ции (рис. 1, а). Выяснилось, что с повышением степени деформации медных газа-
ров их предел текучести заметно повышался, но эта зависимость нелинейна. В то-
@ Карпов В.Ю., Толстенко А.В.
ISSN 1607-4556 178
же время временное сопротивление образцов газаров заметно снижалось с уве-
личением пористости (рис. 1, б).
1 – по плоскости сечения, 2 – по плоскости фактического сечения
а – влияние степени деформации на предел теку-
чести газаров
б – влияние пористости на временное сопротивле-
ние газаров
Рис. 1
Микроструктурные исследования показали, что имеет место версия пре-
вращения тонких перегородок между порами в участки с малым количеством де-
фектов структуры (аналогичной структуре металлических усов) [5, 6]. При умень-
шении расстояния между порами прочность образцов газаров повышалась
(рис. 2).
Аналогично было установле-
но повышение временного сопро-
тивления деформированных об-
разцов газаров по площади факти-
ческого сечения. Это также связано
с уменьшением толщины перего-
родок между порами. В интервале
толщин (115-40) мкм временное
сопротивление практически не из-
менялось и лишь в интервале (40-
20) мкм наблюдалось некоторое
его повышение, которое более ин-
тенсивно росло с уменьшением
толщины перегородок (рис. 3).
Такие результаты
подтверждают предположение о
том, что повышение прочности
газаров может быть достигнуто
утончением перегородок между
порами, что возможно только при
значительной деформации
80
120
160
200
240
0 20 40
СТЕПЕНЬ ДЕФОРМАЦИИ, %ε
П
РЕ
Д
ЕЛ
Т
ЕК
У
Ч
ЕС
Т
И
, М
П
а
σ
0,
2
1
2
0 20 40 60
ПОРИСТОСТЬ, %
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
ВР
ЕМ
ЕН
Н
О
Е
СО
П
РО
ТИ
ВЛ
ЕН
И
Е
,
в
в
0
1
2
1 – прочность медных газаров по плоскости фактиче-
ского сечения образца, 2 – временное сопротивле-
ние по плоскости фактического сечения образца
Рис. 2 – Влияние расстояния между порами на проч-
ность газара
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
20 40 60 80
1
2
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ПОРАМИ, мкм
П
РО
Ч
Н
О
С
ТЬ
Г
А
ЗА
РА
,
О
Геотехнічна механіка. 2013. 108 179
образцов.
При высоком уровне
пластической деформации
образцов газаров их
поверхностный слой уплотняется
вплоть до сваривания части пор,
что приводит к образованию на
поверхности образцов практически
монолитного высокодефектного
слоя. Это также увеличивает
прочность деформированных
образцов газаров.
Изучение микроструктуры
показало, что уменьшение порис-
тости и сечения пор газаров при
прокатке проходит более интен-
сивно, чем при волочении. При
прокатке металл образца в очаге
деформации течёт как в продоль-
ном, так и в радиальном направле-
нии. При волочении деформация
образцов происходит иначе. За счёт создания дополнительных продольных растя-
гивающих напряжений уменьшается радиальное течение металла. Часть металла,
которая смещается в радиальном направлении заметно меньше. Соответственно
деформация образца в продольном направлении больше, чем при свободной
прокатке. Поэтому деформация образцов при волочении всегда меньше (рис. 4).
Эта разница может достигать (20-40) %.
Полученные результаты показывают необходимость дальнейших исследо-
ваний структуры и свойств газаров в ходе и после их холодной пластической де-
формации. Эти разработки могут способствовать получению облегчённых, но
прочных конструкционных материалов для нужд современной промышленности.
1 – пористость П = 15 %, 2 – пористость П = 30%
а – деформация волочением б – деформация прокаткой
Рис. 4 – Влияние степени деформации на пористость газара
0 20 40
СТЕПЕНЬ ДЕФОРМАЦИИ, ε %
П
О
РИ
С
ТО
С
Т
Ь
ГА
ЗА
РА
, П
/П
о
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
1
2
0 20 40
СТЕПЕНЬ ДЕФОРМАЦИИ, ε %
П
О
РИ
С
ТО
С
Т
Ь
ГА
ЗА
РА
, П
/П
о
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
1
2
Рис. 3 – Влияние расстояния между порами на
прочность образцов медных газаров, деформиро-
ванных на 30 % и отожжённых
20 40 60
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ПОРАМИ, S мкм
σ0
,2
,
М
П
а
σ
, в
М
П
а
40
20
200
180
160
140
120
100
80 100 120
ф
ф
ISSN 1607-4556 180
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Карпов, В.Ю. Водород – легирующий элемент эвтектических сплавов – газаров / В.Ю. Карпов,
В.И. Шаповалов, В.В. Карпов // Тезисы международной конференции ВОМ-2007. – Донецк. – 2007. –
С. 577-580.
2. Карпов, В.Ю. Фізико-механічні властивості газарів / В.Ю. Карпов // ФХММ. 2007. – № 5. – С. 34-37.
3. Гуляев, Г.И. Технология непрерывной безоправочной прокатки труб / Г.И. Гуляев, П.М. Ившин, И.Н. Ерохин
и др. – М.: Металлургия, 1975. – 263 с.
4. Андриевский, А.С. Свойства спеченных тел / А.С. Андриевский // Порошковая металлургия. – 1982. – № 1.
– С. 37-42.
5. Бережкова, Г.В. Нитевидные кристаллы / Г.В. Бережкова. – М.: Наука, 1969. – 155 с.
6. Бокштейн, С.З. Строение и свойства металлических сплавов / С.З. Бокштейн. – М.: Металлургия, 1971. –
495 с.
REFERENCES
1. Karpov, V.Yu., Shapovalov, V.I. and Karpov, V.V. (2007), “Hydrogen - alloying element eutectic alloys - gasar”,
Proceedings of International Conference VOM-2007, Donetsk, Ukraine, pp. 577-580.
2. Karpov, V.Yu. (2007), “Physical and mechanical properties gasar”, FKHMM, no.5, pp.34-37.
3. Gulyayev, G.I. (1975), Tekhnologiya nepreryvnoy bezopravochnoy prokatki trub, [Technology without continuous
mandrel rolling tube], in Gulyayev, G.I., Ivshyn, P.M. and Erokhin, I.N. (ed.), Metallurgiya, Moscow, Russia.
4. Andriyevskiy, A.S. (1982), “Properties of sintered bodies”, Poroshkovaya metallurgiya, no.1, pp.37-42.
5. Berezhkova, G.V. (1969), Nitevidnye kristally [Filamentary Crystals], Nauka, Moscow, Russia.
6. Bokshtein, S.Z. (1971), Stroyeniye i svoystva metallicheskikh splavov [Structure and properties of metal alloys],
Metallurgiya, Moscow, Russia.
Об авторах
Карпов Владимир Юрьевич, доктор технических наук, профессор кафедры материаловедения, На-
циональная Металлургическая Академия Украины (НМетАУ), Днепропетровск, Украина
Толстенко Александр Васильевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Надежность и
ремонт машин», Днепропетровский государственный аграрный университет (ДГАУ), Днепропетровск,
Украина
About the authors
Karpov Vladimir Yurievich, Doctor of Technical Sciences (D. Sc.), Professor of Department of Materials
Science, National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, Ukraine
Tolstenko Alexandr Vasilievich, Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Associate Professor of Depart-
ment «Reliability and repair of machinery», Dnepropetrovsk State Agrarian University (DSAU), Dneprope-
trovsk, Ukraine
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87582 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:25:03Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Карпов, В.Ю. Толстенко, А.В. 2015-10-21T16:38:24Z 2015-10-21T16:38:24Z 2013 Влияние деформации на свойства литых пористых материалов / В.Ю. Карпов, А.В. Толстенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 113. — С. 177-180. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87582 669-179 Описано изменение механических свойств литых пористых материалов – газаров при их холодной деформации прокаткой и волочением. Change of mechanical properties of cast porous materials – gazars is described at their cold deformation rolling and drawing. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Влияние деформации на свойства литых пористых материалов Influence of deformation on properties of cast porous materials Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов Карпов, В.Ю. Толстенко, А.В. |
| title | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов |
| title_alt | Influence of deformation on properties of cast porous materials |
| title_full | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов |
| title_fullStr | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов |
| title_full_unstemmed | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов |
| title_short | Влияние деформации на свойства литых пористых материалов |
| title_sort | влияние деформации на свойства литых пористых материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87582 |
| work_keys_str_mv | AT karpovvû vliâniedeformaciinasvoistvalityhporistyhmaterialov AT tolstenkoav vliâniedeformaciinasvoistvalityhporistyhmaterialov AT karpovvû influenceofdeformationonpropertiesofcastporousmaterials AT tolstenkoav influenceofdeformationonpropertiesofcastporousmaterials |