Нетипичное упрочнение, вызванное током и пластической деформацией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе литературных и экспериментальных данных кратко рассмотрены эффекты, сопровождающие прохождение импульсного тока и связанные с ними структурные изменения в металлах и сплавах. Показана особая роль вида и режимов тока, а также природы материала. Представлены результаты проведенных исследований взаимодействия электрического тока и пластической деформации квазистатическим растяжением в чистых металлах, титановых сплавах с мартенситным превращением, сталях. Предполагается, что причинами обнаруженных деформационных эффектов являются соотношение периода и длительности импульса, циклирование напряжений и температуры, изменение механизма деформации, обратимые превращения, изменение размера зерен, появление частиц вторых фаз. Вариация скважности позволяет регулировать соотношение теплового и электропластического эффекта и тем самым влиять на механизмы упрочнения/разупрочнения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Столяров

Институт машиноведения РАН им. А. А. Благонравова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlstol@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Troitskii O. A. Electromechanical effect in metals // JETP Letters. 1969. № 1. P. 18.
  2. Golovin Yu. I. Magnetoplastic effect in solids // Physics of the Solid State. 2004. V. 46 (5). P. 789.
  3. Liu J., Jia D., Fu Y., Kong X., Lv Z., Zeng E., Gao Q. Electroplasticity effects: from mechanism to application // Int. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2023. https://doi.org/10.1007/s00170-023-12072-y
  4. Perkins T. A., Kronenberger T. J., Roth J. T. Metallic forging using electrical flow as an alternative to warm/hot working // J. of Manufact. Sci. Eng. 2007. V. 129. P. 84.
  5. Chun X. U., Ya-Nan L.I., Rao X. H. Effect of electropulsing rolling on mechanical properties and microstructure of AZ31 magnesium alloy // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014. V. 24. P. 3777.
  6. Zhou Y., Chen G. Q., Fu X. S., Zhou W. L. Effect of electropulsing on deformation behavior of Ti-6Al-4V alloy during cold drawing // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014. V. 24. P. 1012.
  7. Lee T., Magargee J., Ng M. K., Cao J. Constitutive analysis of electrically assisted tensile deformation of CP-Ti based on non-uniform thermal expansion, plastic softening and dynamic strain aging // Inter. J. of Plasticity. 2017. V. 94. P. 44.
  8. Okazaki K., Kagawa M., Conrad H. Additional results on the electroplastic effect in metals // Scr. Metall. 1979. V. 13. P. 277.
  9. Okazaki K., Kagawa M., Conrad H. An evaluation of the contributions of skin, pinch and heating effects to the electroplastic effect in titanium // Mater. Sci. Eng. 1980. V. 45. P. 109.
  10. Rudolf C., Goswami R., Kang W., Thomas J. Effects of electric current on the plastic deformation behavior of pure copper, iron, and titanium // Act. Mater. 2021. V. 209. 116776.
  11. Stolyarov V. Deformation behavior at rolling and tension under current in TiNi alloy // Conf. ESOMAT. 2009. 06033.
  12. Zhao S., Zhang R., Chong Y. et al. Defect reconfiguration in a Ti–Al alloy via Electroplasticity // Nat. Mater. 2021. V. 20. P. 468. https://doi.org/10.1038/s41563-020-00817-z
  13. Zhou Y., Zhang W., Wang B., He G., Guo J. Grain refinement and formation of ultrafine-grained microstructure in a low-carbon steel under electropulsing // J. Mater. Res. 2002. V. 17. P. 2105.
  14. Rahnama A., Qin R. S. Electropulse-induced microstructural evolution in a ferritic-pearlitic 0.14% C steel // Scr. Mater. 2015. V. 96. P. 17.
  15. Qin R. S., Rahnama A., Lu W. J., Zhang X. F. Elliott-Bowman B. Electropulsed steels // Materials Science and Technology. 2014.V. 3. P. 1040.
  16. Gennari C., Pezzato L., Simonetto E., Gobbo R., Forzan M., Calliari I. Investigation of electroplastic effect on four grades of duplex stainless steels // Materials. 2019. V. 1. P. 1911.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вид плоского образца (а) и схема подвода тока к зажимам (б): 1 – генератор импульсного тока; 2 – осциллограф; 3 – образец; 4 – термопара; 5 – изоляция; 6 – зажимы испытательной машины.

Скачать (92KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кривые напряжение-деформация при растяжении: ВТ1-0 (а), ВТ1-00 проволока ∅1 мм (б) и монокристалла Al (в): 1 – без тока; 2 – одиночные импульсы тока j = 250 А/мм² (ВТ1-0, ВТ1-00, Q = 10000); j = 450 А/мм² (Al, Q = 30000).

Скачать (162KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривые напряжение-деформация при растяжении без тока 1 и с током 2: (а) – Ti49.3Ni50.7, j = 500A/мм², τ = 100 мкс (Q = 140000); (б) – Ti50Ni50, j = 500–1500A/мм², τ = 1000 мкс.

Скачать (95KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Кривые напряжение-деформация при растяжении сталей Ст3 (а) и Х18Н10Т (б): 1 – без тока; 2, 3 – с током; (а) – Ст3 кривая 2: j = 115 А/мм², τ = 1с, температура ≤50°C, Q = 300000; (б) – Х18Н10Т, кривая 2: j = 820 А/мм², τ = 250 мкс; кривая 3: j = 2600 А/мм² τ = 1000мкс, 54°C, Q = 100000. Во вкладке к рис. 4а – участок растяжения при увеличенном масштабе.

Скачать (133KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024