Білюк А.І., Думенко
В.П., Черевчук Ю.О., Балухата Л.О.
Вінницький державний педагогічний
університет, Україна
підвищення фізико-механічних властивостей
алюмінієвих сплавів після термоциклювання
Внутрішнього тертя (ВТ) дозволяє не лише оцінити весь комплекс
характеристик амплітудної залежності ВТ (АЗВТ) і дислокаційної структури, але й
прослідкувати за їх розвитком під дією температурно-часових і силових факторів.
Метою даної
роботи є експериментальне дослідження методом внутрішнього тертя (ВТ) впливу
легуючих елементів і кількості термоциклів (ТЦО) на температуру конденсації Тк . Матеріалами для
дослідження були вибрані дисперсійно-твердіючі сплави (ДТС) на основі алюмінію
Al-(1;2;3;4)%Cu. Високотемпературні термоциклювання (ВТЦО) проводились в
інтервалі температур (783-283) K із
швидкістю нагрівання і охолодження 50К×s-1, а
низькотемпературне (НТЦО) – в інтервалі температур дисперсійного твердіння
(423-283) K і швидкістю нагрівання та охолодження 20К×s-1. Кількість циклів
ВТЦО і НТЦО контролювали досягненням мінімальної величини тангенса кута нахилу
фону амплітудної залежності ВТ. Амплітудно-залежне внутрішнє тертя (АЗВТ)
вимірювали на низькочастотному приладі типу оберненого крутильного маятника в
інтервалі амплітуд деформації 
і частот 
.
Експериментально
температуру конденсації визначали за початком зміни температурної залежності
першої критичної амплітуди деформації 
(Рис.1).
Залежність
температури конденсації сплавів Al-Cu від концентрації міді після 15 ТЦО наведена на рис.2. Аналогічні залежності
одержані для різної кількості ТЦО . Поведінка Tк від с0
для даної системи сплавів обумовлює зміну пружної енергії дислокації в процесі
формування розширеної атмосфери. Розширена атмосфера є локальною областю з
підвищеною концентрацією домішок, в якій змінюється концентраційний параметр
гратки (1/а)×(da/dc) в залежності від
знаку розмірної невідповідності (+10,8%) [1]. Наслідком цього ефекту є
збільшення або зменшення пружних властивостей матриці в області дислокації,
насиченої атмосферою [2, 3,4].
Рис.1.АЗВТ сплаву Al-3%Cu при різних температурах:
1) після 0 ТЦО; 2) після 15 ТЦО ;
3) після 36 ТЦО ; 4) залежність 
від температури.
Рис.
2. Залежність Тк сплавів Al-Cu від концентрації міді.
На рис.3
приведені результати залежності температури конденсації Tк і
тангенса кута нахилу АЗВТ (tgq) та другої критичної
амплітуди деформації (gкр2) від кількості ТЦО в ПЗН
для сплаву Al-3%Cu.
Рис. 3.Залежності Tk (кр.1), tg
(кр.2) і 
(кр. 3) від кількості ТЦО в ПЗН для сплаву Al-3%Cu.
Характер зміни Тк від кількості ТЦО із зміною тангенса кута нахилу фону АЗВТ (tgq), який характеризує інтенсивність відриву дислокацій від точок закріплення, а також другою критичною амплітудою деформації АЗВТ (gкр.2). оскільки збільшення Тк і gкр.2 та зниження tgq характеризує зростання границі пружності матеріалу[5,6].
1.
Головин С.А., Троицкий И.В., Устинова Л.А. Температура конденсации
дислокационных атмосфер // Взаимодействие дефектов и свойства сплавов. – Тула:
ТПИ. – 1976. – C. 113.
2.
Кузнецов Г.И., Барсуков А.Д. О расчете параметров твердых растворов
замещения в двойных системах // Известия вузов / Черная металлургия. –1969. –
№5. – C. 165-168.
3.
Францевич И.Н., Воронов Ф.Ф., Бакута С.А. Упругие постоянные и модули
упругости металлов и неметаллов. – Киев: Наукова думка, –1982.-286 c.
4.
Köster W. Über der grang des Elastizites Modulus in den
Mischristallreihen von Kypper, Silver and Gold mit B-Metallen // Z.Metallkunde.
–1971. – 62. –№2. – P. 1168.
5.
Устинова Л.А. Влияние легирующих элементов на температуру конденсации в
сплавах на основе алюминия. // Взаимодействие дефектов и свойства сплавов.
–Тула: ТПИ. – 1977. – C. 120.
6. Головин И.С., Саррак В.И., Суворова С.О.// Внутреннее трение и тонкое
строение металлов и неорганических материалов. –М.; Наука, 1985. – С. 146.