Влияние электроимпульсной обработки на структуру и механические свойства криопрокатанного никеля нп2

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Современные методы воздействия концентрированными потоками энергии на свойства проводящих материалов 6
1.2. Обработка лазерным излучением 6
1.3. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц 7
1.4. Электронно-лучевая обработка 8
1.5. Ионно-плазменная обработка 9
1.6. Высокочастотная термическая обработка 9
1.7. Модификация структуры и свойств металлов и сплавов при различных диапазонах параметров воздействия тока 10
1.8. Электроимпульсная обработка (ЭИО) - применение импульсов тока большой плотности для модификации структуры и свойств материалов 12
2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 21
2.1 Материал и методы подготовки структуры 21
2.2 Криогенная прокатка 21
2.3 Электроимпульсная обработка 22
2.4 Измерение микротвердости 25
2.6 Механические испытания 26
2.7 Микроструктурные исследования 27
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 28
3.1 Изменение микротвердости никеля после криопрокатки 28
3.2 Изменение микротвердости никеля после ЭИО 28
3.3 Микроструктурные исследования 29
3.4 Механические испытания 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 34

Весь текст будет доступен после покупки

Интерес к термостойким и коррозионностойким материалам растет с каждым днем, так как использование новых технологий предусматривает также и использование материалов с новыми возможностями. В настоящее время стремительно увеличивается количество исследований, направленных на разработку методов получения материалов с хорошими свойствами. Исследователи стремятся получить качественный материал более дешевым и эффективным способом.
В качестве такого материала сейчас активно используют никель. Сплавы, содержащие никель, широко применяются благодаря их высоким свойствам, таким как хорошая коррозионная стойкость, высокая температурная прочность и специальные свойства магнитного и теплового расширения. Поскольку никель в разы повышает свойства сплава, в котором он присутствует, оборудование и детали из никелевых сплавов зачастую используются в суровых условиях для таких применений, как лопатки авиационных турбин, камеры сгорания и выхлопные системы из-за способности сохранять механические свойства до 80% от их точки плавления.
Деформация при температурах ниже 120К или, так называемая, криогенная деформация является одним из перспективных и относительно малоизученных, на данный момент, способов получения металлических материалов с ультрамелкозернистой (УМЗ) структурой. Исследователи предполагают, что при низких температурах деформации будет происходить подавление процессов возврата, способствуя, тем самым, накоплению высокой плотности дислокаций и повышению внутренних напряжений, что в совокупности позволит ускорить измельчение микроструктуры. Авторы [1 - 3] показали, что низкие температуры деформации подавляют двойное поперечное скольжение дислокаций, затрудняя формирование границ деформационного происхождения, и, таким образом, замедляя развитие фрагментации микроструктуры. Все это, при криогенной прокатке, может быть эффективно применено для материалов, склонных к двойникованию и образованию полос сдвига.

Весь текст будет доступен после покупки

Концентрированные потоки энергии характеризуются большой плотностью (мощностью) - до 500 кВт, кратковременностью (10^(-4)-10^(-9) с), локальностью воздействия и высокой скорости нагрева (до 10^9 °С/с). Отжиг, закалка из твердого и жидкого состояния, перемешивание в жидкой фазе компонентов, не образующих сплавов в равновесных условиях, образование метастабильных соединений и стеклообразных сплавов — вот далеко не полный перечень возможностей обработки концентрированными потоками энергии. При воздействии концентрированными потоками энергии, изменяются химическое и структурно-фазовое состояние. Эти процессы происходят в условиях далеких от термодинамически равновесных, и позволяют получать поверхностные слои с уникальным комплексом физико - механических свойств.

1.2 Обработка лазерным излучением

Высокая энергонасыщенность, узкая направленность, монохроматичность и когерентность – вот уникальные свойства лазерного излучения. Оно позволяет сконцентрировать энергию с плотностью мощности от предельно малой до 10^18 Вт/см2. Возможность интенсивного подвода энергии к материалу обуславливает локальность тепловых и связанных с ними других физических процессов, протекающих в его поверхностном слое. Тепловое состояние облученного материала и характер физических процессов определяются энергетическими характеристиками лазерного излучения [12].
Лазерное излучение можно рассматривать как источник тепловой энергии, расположенный на поверхности или вблизи нее [13]. При температурах нагрева от сотен до нескольких тысяч градусов поглощенная энергия от поверхности внутрь материала передается с помощью электронной теплопроводности.
Поверхностная обработка лазером [14] характеризуется рядом особенностей, к числу которых можно отнести следующие:
- упрочнение локальных (по глубине и площади) объемов обрабатываемого материала, получаемая при этом твердость превышает твердость после термообработки обычными способами с сохранением исходных свойств в остальномдобъеме.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Y. Huang, P.B. Prangnell. The effect of cryogenic temperature and change in deformation mode on the limiting grain size in a severely deformed dilute aluminium alloy // Acta Mater. 2008. V. 56. P. 1619 –1632.
2. Konkova T., Mironov S., Korznikov A., Semiatin S.L. Microstructural response of pure copper to cryogenic rolling // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 5262-5273.
3. Klimova M., Dyakonov G., Zherebtsov S., Salishchev G., Molodov D. Twinning induced nanostructure formation during cryo-deformation // Acta Mater. 2014. V. 61. P 1167-1178.
4. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение / Г.И. Бабат. М.: Энергия, 1965. – 552 c.
5. Ковреев Г.С. Электроконтактный нагрев при обработке цветных металлов / Г.С. Ковреев. М.: Металлургия, 1975. – 327 c.
6. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. -М.: Машиностроение, 1989. -640с.
7. Лозинский М.Г. Промышленное применение индукционного нагрева. -М.: Изд. АН СССР, 1958. -471с.
8. Баранов А.А. Фазовые превращения и термоциклирование металлов. -К.: Наукова думка, 1974. -232с.
9. Иванов В.И. Возврат и рекристаллизация в металлах при быстром нагреве / В.И.Иванов, К.А.Осипов. М.: Наука, 1964. - 188 с.
10. Беклемишев Н.Н., Горбунов Н.М., Корягин Н.И. Пластичность и прочность металлических материалов при импульсном воздействии высокоэнергетического электромагнитного поля / Н.Н. Беклемишев, Н.М. Горбунов, Н.И. Корягин. -М.: Институт проблем механики АН СССР, 1989. -57с.

Весь текст будет доступен после покупки