13. Ф.З. Утяшев, Р.З. Валиев. Большая и интенсивная пластическая деформация металлических материалов
27 декабря 2022 года состоялось 13-е заседание общероссийского междисциплинарного научного семинара "Реология, вязкоупругость, ползучесть, пластичность и разрушение: эффекты, материалы, испытания, модели, анализ, технологии". Доклад "БОЛЬШАЯ, ИНТЕНСИВНАЯ И СВЕРХПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ: ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИКИ И МЕХАНИЗМОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ" сделали Ф.З. Утяшев, д.т.н., профессор кафедры материаловедения и физики металлов Уфимского университета науки и технологии, Р.З. Валиев, д.ф.-м.н., профессор, директор НИИ физики перспективных материалов Уфимского государственного авиационного технического университета, заведующий кафедрой материаловедения и физики металлов Уфимского университета науки и технологии Аннотация Большая и интенсивная пластическая деформация (ИПД) – два широко известных подхода к обработке металлических заготовок по-разному влияющих на микроструктуру и свойства металлических материалов. После большой деформации, осуществленной, например, методом продольной прокатки в заготовках формируются преимущественно микрополосы с ячейками, обособленные малоуговыми границами. В результате интенсивной пластической деформации, в частности, после равноканального углового прессования (РКУП) в металлах формируется субмикро- и нанометрическая зеренная структура, что обеспечивает им высокие механические и функциональные свойства. В сообщении показано, что в том и другом случае структурообразование, во многом, обусловлено закономерностями механики пластической деформации. Различие в получаемых микроструктур определяется разными скалярными и векторными характеристиками больших и интенсивных деформаций. В первом случае происходит монотонное накопление деформации в заготовке. Во втором, вследствие немонотонного деформирования заготовок по траектории большой кривизны накапливается сверхбольшая деформация, приводящая к формированию в металлах и сплавах ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры. Разработана двухуровневая модель измельчения зерен при ИПД. В ней учитывается влияние сдвиговой и ротационной компонент деформации на тензорную плотность дислокаций, размеры зерен и их угловые разориентировки в зависимости от масштабного фактора-размера очага деформации в заготовке. Важной для практики особенностью сверхпластической деформации (СПД) является то, что она в отличие от большой и интенсивной пластической деформаций не зависит от величины и направления деформирования. Активизация механизма скооперированного зернограничного проскальзывания в температурно-скоростных условиях СПД приводит к повышению однородности структуры в сплавах и позволяет использовать рациональные для формообразования деталей процессы обработки. В заключение сообщения приводятся примеры комбинированных процессов ИПД применительно к жаропрочным сплавам на основе Ni и Тi, обеспечивающих эффективное формирование УМЗ структуры и осесимметричных деталей газотурбинных двигателей в условиях СПД. Список использованной литературы 1. O.A. Kaibyshev, F.Z. Utyashev, Superplasticity: Microstructural Refinement and Superplastic Roll Forming, Futurepast, Arlington, VA, 2005. 2. Farid Z. Utyashev, Yan E. Beygelzimer, Ruslan Z. Valiev/ Large and Severe Plastic Deformation of Metals: Similarities and Differences in Flow Mechanics and Structure Formation. Advanced Engineering Materials. 01 April 2021. 3. Strain Accumulated during Equal – Channal Pressing and its Components / Utyashev F.Z. Valiev R.Z., Raab G. I. Galimov A.K. Russian Metallurgy (Metally) 2019(4), p. 281-288 4. F.Z.Utyashev. Modern Severe Plastic Deformation Techniques, UGATU, Ufa,2008. 313 p. JSBN 978-5-86911-907-0 5. A. P. Zhilyaev, A. I. Pshenichnyuk, F. Z. Utyashev, G. I. Raab, Superplasticity and Grain Boundaries in Ultrafine-Grained Materials, 2nd edition, Woodhead Publishing, Duxford, UK 2020. 6. D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Mater. 2000, 48, 2985. 7.V.V. Rybin. Large Plastic Deformations and Fracture of Metals. Мoscow: Metallurgiya, 1986. 224 p. (in Russian)
27 декабря 2022 года состоялось 13-е заседание общероссийского междисциплинарного научного семинара "Реология, вязкоупругость, ползучесть, пластичность и разрушение: эффекты, материалы, испытания, модели, анализ, технологии". Доклад "БОЛЬШАЯ, ИНТЕНСИВНАЯ И СВЕРХПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ: ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИКИ И МЕХАНИЗМОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ" сделали Ф.З. Утяшев, д.т.н., профессор кафедры материаловедения и физики металлов Уфимского университета науки и технологии, Р.З. Валиев, д.ф.-м.н., профессор, директор НИИ физики перспективных материалов Уфимского государственного авиационного технического университета, заведующий кафедрой материаловедения и физики металлов Уфимского университета науки и технологии Аннотация Большая и интенсивная пластическая деформация (ИПД) – два широко известных подхода к обработке металлических заготовок по-разному влияющих на микроструктуру и свойства металлических материалов. После большой деформации, осуществленной, например, методом продольной прокатки в заготовках формируются преимущественно микрополосы с ячейками, обособленные малоуговыми границами. В результате интенсивной пластической деформации, в частности, после равноканального углового прессования (РКУП) в металлах формируется субмикро- и нанометрическая зеренная структура, что обеспечивает им высокие механические и функциональные свойства. В сообщении показано, что в том и другом случае структурообразование, во многом, обусловлено закономерностями механики пластической деформации. Различие в получаемых микроструктур определяется разными скалярными и векторными характеристиками больших и интенсивных деформаций. В первом случае происходит монотонное накопление деформации в заготовке. Во втором, вследствие немонотонного деформирования заготовок по траектории большой кривизны накапливается сверхбольшая деформация, приводящая к формированию в металлах и сплавах ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры. Разработана двухуровневая модель измельчения зерен при ИПД. В ней учитывается влияние сдвиговой и ротационной компонент деформации на тензорную плотность дислокаций, размеры зерен и их угловые разориентировки в зависимости от масштабного фактора-размера очага деформации в заготовке. Важной для практики особенностью сверхпластической деформации (СПД) является то, что она в отличие от большой и интенсивной пластической деформаций не зависит от величины и направления деформирования. Активизация механизма скооперированного зернограничного проскальзывания в температурно-скоростных условиях СПД приводит к повышению однородности структуры в сплавах и позволяет использовать рациональные для формообразования деталей процессы обработки. В заключение сообщения приводятся примеры комбинированных процессов ИПД применительно к жаропрочным сплавам на основе Ni и Тi, обеспечивающих эффективное формирование УМЗ структуры и осесимметричных деталей газотурбинных двигателей в условиях СПД. Список использованной литературы 1. O.A. Kaibyshev, F.Z. Utyashev, Superplasticity: Microstructural Refinement and Superplastic Roll Forming, Futurepast, Arlington, VA, 2005. 2. Farid Z. Utyashev, Yan E. Beygelzimer, Ruslan Z. Valiev/ Large and Severe Plastic Deformation of Metals: Similarities and Differences in Flow Mechanics and Structure Formation. Advanced Engineering Materials. 01 April 2021. 3. Strain Accumulated during Equal – Channal Pressing and its Components / Utyashev F.Z. Valiev R.Z., Raab G. I. Galimov A.K. Russian Metallurgy (Metally) 2019(4), p. 281-288 4. F.Z.Utyashev. Modern Severe Plastic Deformation Techniques, UGATU, Ufa,2008. 313 p. JSBN 978-5-86911-907-0 5. A. P. Zhilyaev, A. I. Pshenichnyuk, F. Z. Utyashev, G. I. Raab, Superplasticity and Grain Boundaries in Ultrafine-Grained Materials, 2nd edition, Woodhead Publishing, Duxford, UK 2020. 6. D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Mater. 2000, 48, 2985. 7.V.V. Rybin. Large Plastic Deformations and Fracture of Metals. Мoscow: Metallurgiya, 1986. 224 p. (in Russian)