Вплив технологічних параметрів асиметричної прокатки на фізико-механічні властивості порошкових титанових стрічок
Анотація
Гогаєв К.О., Воропаєв В.С., Подрезов Ю.М., Мінаков М.В., Вдовиченко О.В. Вплив технологічних параметрів асиметричної прокатки на фізико-механічні властивості порошкових титанових стрічок
Для відпрацювання оптимальних технологічних режимів отримання титанових стрічок з максимальною сирою міцністю при застосуванні схеми асиметричної прокатки. використано комплексний підхід, який передбачає дослідження впливу кількох технологічних факторів: схеми деформування (симетрична та асиметрична прокатка), температури прокатки, зусилля на валках та захисного середовища. Проведені дослідження показали, що використання методу асиметричної прокатки дозволяє значно підвищити механічні властивості титанових стрічок в порівнянні з симетричною прокаткою завдяки зсувній компоненті деформації, яка покращує умови контактоутворення на міжчасткових границях. Оптимальними умовами асиметричної прокатки титанових стрічок слід вважати температури прокатки 200–400 оС та притискне зусилля ~100 кН. За цих умов стрічки демонструють найвищу сиру міцність ~ 800 МПа та динамічні характеристики, що наближається до таких властивостей компактного титану. Після прокатки при 200 оС стрічки мають найбільшу твердість Нμ = 200–215 МПа. Цей показник значно вищий, ніж у рекристалізованого титану, але суттєво поступається значенням мікротвердості, що отримані на зразках з титану, продефомованих методами інтенсивної деформації. Відносно низька твердість а також незмінність геометричних розмірів стрічок після різних режимів деформування, свідчить про локальний характер інтенсивного зсуву на міжчасткових границях, який посилює процес контактоутворення. Використання захисної атмосфери дозволяє підвищити сиру міцність та пластичність, хоча стрічки залишились відносно крихкими, їх максимальна деформація до руйнування не перевищувала 1,5 %.
Посилання
Podrezov Yu. N., Evich Ya.I. Verbylo D. G. The role of shear deformations in the consolidation of powder materials. Physics and technology of high pressures. 2014. V. 24, № 1. С. 98–109. (in Russian).
Podrezov Yu. N., Nazarenko V.A., Yevych Ya.I. Маrchenko N.M. Study of the regularity of contact formation in metal powder materials based on the results of precision mechanical tests. . Electron microscopy and strength of materials К.: IPMS № 16, 2014. С. 157–163. (in Ukrainian).
Gogaev K.A., Voropaev V.S., Podrezov Yu.N.,. Lugovskoi Yu.F, Nazarenko V.A., Koval A.Yu., and Yevych Ya.I.,, “Mechanical and fatigue properties of powder titanium strips, obtained by asymmetric rolling”, Powder Metall. Met. Ceram., 56, 53-59 (2017).
Kalutskii G.Ya., Gogaev K.A., Voropaev V.S. and Nepomnyashchii V.V., “Asymmetric rolling of metal powders and granules”, Powder Metall. Met. Ceram., 46, 197–201 (2007).
Gogaev K.A., Kalutskii G.Y. and Voropaev V.S., Asymmetric rolling of metal powders. II. Angular parameters of asymmetric rolling. Powder Metall. Met. Ceram. 48, 274–278 (2009).
Voropaev V.S. Effect of Mismatch in Asymmetric Rolling of Powders on the Plot of Total Normal Contact Stress. Technological systems. 2012. № 4(61). C. 28–30. (in Russian).
Gogaev K. A., Voropaev V. S., Podrezov Yu. N., Evich Ya.I. and Koval’ A.Yu., “The effect of compacting rolling on the properties of titanium powder mill products”, Powder Metall. Met. Ceram., 55, No. 11, 633–639 (2017).
Stern M. B., Beigelzimer Ya. E., Mikhailov O. V., and Synkov A. S. Twist extrusion of powder blanks. II. Experiment and discussion of results. Physics and technology of high pressures. 2008. V. 18, No. 3. S. 92–98. (in Russian)
Stern M. B., Beigelzimer Ya. E., Epifantseva T.A. Synkov A. S. Obtaining unsintered heterogeneous composite materials by screw extrusion. Physics and technology of high pressures. 2009. V. 19, No. 3. S. 120 –124. (in Russian)
Beygelzimer Y.E., Pavlenko D.V., Synkov O.S. and Davydenko O.O., “The efficiency of twist extrusion for compaction of powder materials”, Powder Metall. Met. Ceram., 58, 7–12 (2019).
Timoshenko S., Young D.H., Weaver W., Jr., Vibration Problems in Engineering, Wiley, 1974, 472p.
Gogaev K.A., Voropaev V.S., Vdovychenko O.V., Podrezov Yu.N.,. Gadzyra N.F, Yevich Ya.I. “The influence of deformation modes on the structure and properties of Al-Mg-X powder composites I. The influence of rolling conditions on the mechanical properties of aluminum powder ribbons strengthened with SiC nanoparticles” Powder Metall. Metal Ceramics, 57, 257-264 (2018).
Katashinskii V.P. and Shtern M.B. “Stressed-strained state of powder being rolled in the densification zone. I. Mathematical model of rolling in the densification zone”, Powder Metall. Met. Ceram., 22, 11, 882-885 (1983).
Kotko A.V., Moiseev V.F., Moiseeva I.V. Formation of dislocation structures and mechanical properties of a-titanium in the range from –196 to 850 °С. Metallophysics and the latest technologies. 1997. V. 19, No. 4. S. 50. (in Russian)
Clouet E., Caillard D., Chaari N., Onimus F. and. Rodney D. Dislocation locking versus easy glide in titanium and zirconium. Nature materials. September 2015.Vol 14. pp.931-937 www.nature.com/naturematerials DOI: 10.1038/NMAT4340
Cheng J. and Nemat-Nasser S. A Model for experimentally observed high strain rate dynamic strain aging in titanium. Acta mater. 48 (2000) 3131-3144.
