К.ф.-м.н. Билюк А.И., к.пед.н.Рыбак С.М., Саваренюк О.С., Билюк А.А.

Винницкий государственный педагогический университет, Украина

СУБСТРКУТУРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ ПОСЛЕ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ

Пластичность, прочность и демпфирующие характеристики материалов в значительной степени обусловлены дислокационной структурой. Дислокации в кристаллах под действием внешних полей (механических нагрузок, температуры, облучения и др.) взаимодействуют друг с другом и образуют различные пространственные конфигурации. Плотность дислокаций и характер их размещения в кристалле определяют его физико-механические свойства. Поэтому предлагается на основании знания физической природы и кинетики превращений [1], целенаправленно управлять структурными и фазовыми превращениями в дисперсионно-твердеющих сплавах (ДТС) путем выбора научно обоснованных режимов их термоциклической обработки (ТЦО).

В работе были оценены параметры дислокационной структуры и амплитудной зависимости внутреннего трения (АЗВТ) [1,2] в дисперсионно-твердеющих сплавах Аl-4% Cu и бериллиевой бронзе БрБ2. Для создания в исследуемых материалах развитой субструктуры термоциклирование проводилось в интервале температур (373 ↔ 283) K (алюминиевые сплавы) и (573 - 283) К (бронза) со скоростью нагрева и охлаждения 10-50K ∙ с^-1. АЗВТ измеряли на низкочастотном (~ 1с^-1) приборе типа обратного крутильного маятника [1,3].

Исследования показывают, что после ТЦО кривые сдвинуты в сторону больших амплитуд деформации по сравнению с образцами, обработанными после старения. Гистерезис ВТ после ТЦО больше, чем после старения. Для сплавов Аl-4% Cu и БрБ2 после ТЦО эта величина равна 0.80 и 0.91, а после старения - 0.25 и 0.48 соответственно.

На рисунке 1 приведены результаты АЗВТ после 10 ТЦО (кривая 1) и 20 ТЦО (кривая 2) для сплава Al-4% Cu .

Рис.1 АЗВТ сплава Al-4% Cu после 10 ТЦО (1) и 20 ТЦО (2)

Характерным для субструктурного укрепление является интенсивный рост плотности дислокаций L, которые блокируются примесями при дисперсионном твердении. Этот процэс сопровождается резким уменьшением длины дислокационных сегментов между точками закрепления на дислокационных линиях (Ln) и между узлами дислокационной сетки (Lc) (табл.1).

Такое поведение параметров Lc и Ln после ТЦО свидетельствуют о значительном измельчении дислокационной сетки, а структурное состояние металлов характеризуется высокой энергоемкостью и их способностью более равномерно распределять внешние напряжения по всему объему материалов или технических конструкций из них. Характер изменения параметров субструктуры и АЗВТ указывает на увеличение границы упругости материала .

Таким образом, измерение амплитудных зависимостей ВТ на различных этапах субструктурного упрочнение металлов позволяет выявить общие закономерности формирования, стабилизации и распада сеток полигональных границ, состояние которых непосредственно определяет уровень и стабильность высокотемпературных свойств материалов, что свидетельствует о перспективности такого упрочнения металлов, сплавов и готовых деталей или механических конструкций из них.

Таблица 1

Параметры субструктуры и АЗВТ от количества ТЦО для сплавов Al-Cu, БрБ2.

Сплав	Термо- обработка	Измеренная величина	0 ТЦО	5 ТЦО	10 ТЦО	20 ТЦО	40 ТЦО	60 ТЦО
	ТЦО		6.8 0.70 5.02 5.04	7.0 0.39 7.80 3.65	10.0 0.38 8.55 3.50	12.3 0.37 13.50 2.65	14.0 0.39 17.50 2.20	13.6 0.40 16.0 3.10
	ТЦО		14 0.39 1.30	20 0.43 2.00	33 0.29 4.45	45 0.26 13.50	46 0.23 44.25	44 0.20 51.30

ЛИТЕРАТУРА:

1. Билюк А.И., Зузяк П.М., Бунтарь О.Г. Эволюция структуры дисперсионно-твердеющих сплавов после термоциклювання под нагрузкой, / / Вестник Винницкого политехнического института. - 1997. - № 3. - С. 110-115

2. Granato A.V., Lucke K. / / J. Appl. Phys., 1981.-V.52 .- № 12-P.7136-7142.

3. Механическая спектроскопия металлических материалов / Блантер М.С., Головин И.С., Головин С.А. и др. - М.: МИА, 1994 .- 256с.