Электростимулированная пластичность титана при растяжении
О.Е. Корольков, А.А. Мисоченко, В.В. Столяров
ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.658
Оригинальная статья
Аннотация: В работе подтверждена возможность электростимулирования пластичности, обнаруженная ранее в ультрамелкозернистом титане. Экспериментально определены режимы импульсного тока при растяжении, позволяющие значительно повысить относительное удлинение до разрушения в технически чистом крупнозернистом титане Grade 4. Показано, что введение одиночных импульсов тока амплитудной плотностью 300-400 А/мм2 с переменной длительностью от 100 до 1000 мкс и скважностью от 1000 до 10000 в процессе растяжения способствует снижению предела прочности с 845 до 750 МПа и одновременному повышению относительного удлинения с 10 до 21%. Структурные исследования методом оптической микроскопии показали, что растяжение с током не влияет на средний размер зерен, однако приводит к измельчению крупных частиц и частичному растворению мелких включений. Результаты структурных исследований, измерения температуры и особенности деформационного поведения при отключении тока подтверждают преимущественно атермическую природу повышения пластичности.
Ключевые слова: электропластический эффект, растяжение, импульсный ток, титан, деформационное поведение, пластичность, структура, релаксация
- Корольков Олег Евгеньевич – научный сотрудник, ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН»
- Мисоченко Анна Александровна – к.т.н., старший научный сотрудник, ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН»
- Столяров Владимир Владимирович – д.т.н., профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН»
Ссылка на статью:
Корольков, О.Е. Электростимулированная пластичность титана при растяжении / О.Е. Корольков, А.А. Мисоченко, В.В. Столяров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 658-669. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.658.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Илларионов, А.Г. Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов / А.Г. Илларионов, А.А. Попов. – Екатеринбург: Изд-во Урал. фед. ун-та, 2014. – 137 с.
2. Stolyarov, V. A pulsed current application to the deformation processing of materials / V. Stolyarov, A. Misochenko // Materials. – 2023. – V. 16. – I. 18. – Art. № 6270. – 20 p. DOI: 10.3390/ma16186270.
3. Wang, R. Design high-performance AZ31 ultrathin strip through multi-pass electroplastic rolling without off-line annealing / R. Wang, Z. Xu, Y. Jiang et al. // Materials Science and Engineering: A. – 2022. – V. 862. – Art. № 144510. – 8 p. DOI: 10.1016/j.msea.2022.144510.
4. Ghiotti, A. Electroplastic effect on AA1050 aluminium alloy formability / A. Ghiotti, S. Bruschi , E. Simonetto et al. // CIRP Annals. – 2018. – V. 67. – I. 1. – P. 289-292. DOI: 10.1016/j.cirp.2018.04.054.
5. Корольков, О.Е. Исследование и применение электрического тока для медицинских имплантатов / О.Е. Корольков, В. В. Столяров // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2021. – № 6. – С. 96-104. DOI: 10.31857/S0235711921060122.
6. Корольков, О.Е. Электропластический эффект в титановых сплавах при их растяжении / О.Е. Корольков, М. А. Пахомов, В. В. Столяров // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2022. – Т. 88. – № 10. – С. 73-82. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-10-73-82.
7. Stolyarov, V.V. Atypical hardening caused by current and plastic deformation / V.V. Stolyarov // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2024. – V. 53. – I. 3. – P. 212-217. DOI: 10.1134/S1052618824700080.
8. Eipert, I. Improvement in ductility in commercially pure titanium alloys by stress relaxation at room temperature / I. Eipert, G. Sivaswamy, R. Bhattacharya et al. // Key Engineering Materials. ‒ 2014. ‒ V. 611-612. ‒ P. 92-98. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.611-612.92.
9. Корольков, О.Е. Релаксация напряжений при растяжении, сопровождаемом током в ультрамелкозернистом титане / О.Е. Корольков, В.В. Столяров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. –2023. – Вып. 15. – С. 135-147. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.135.
10. Herbst, S. Electroplasticity Mechanisms in hcp Materials / S. Herbst, E. Karsten, G. Gerstein et al. // Advanced Engineering Materials. – 2023. – V. 25. – Art. № 2201912. – 12 p. DOI: 10.1002/adem.202201912.
11. Tang, Y. Microstructural modification and mechanical improvement of ultrafine-grained Ti alloy through electron wind force: An innovative approach / Y. Tang, Y. Ju, S. Gu et al. // Materials Science and Engineering: A. – 2024. – V. 891. – Art. № 145845. – 10 p. DOI: 10.1016/j.msea.2023.145845
12. Sheng, Y. Application of high-density electropulsing to improve the performance of metallic materials: mechanisms, microstructure and properties / Y. Sheng, Y. Hua, X. Wang et al. // Materials. – 2018. – V. 11. ‒ I. 2. – Art. № 185. – 25 p. DOI: 10.3390/ma11020185.
13. Jiang, B. Numerical simulation and experiment of electrically-assisted incremental forming of thin TC4 titanium alloy sheet / B. Jiang, W. Yang, Z. Zhang et al. // Materials. – 2020. – V. 13. ‒ I. 6. – Art. № 1335. – 8 p. DOI: 10.3390/ma13061335.
14. Ao, D.-W. Hot tensile behaviors and microstructure evolution of Ti-6Al-4V titanium alloy under electropulsing / D.-W. Ao, X.-R. Chu, S.-X. Lin et al. // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). – 2018. – V. 31. – I. 12. – P. 1287-1296. DOI: 10.1007/s40195-018-0735-3.
15. Резяпова, Л.Р. Исследование выделений вторых фаз в наноструктурном технически чистом титане / Л.Р. Резяпова, Р.Р. Валиев, В.Д. Ситдиков, Р.З. Валиев // Письма о материалах. – 2021. – Т. 11. – № 3. – С. 345-350. DOI: 10.22226/2410-3535-2021-3-345-350.
16. Столбоушкина, О.А. Особенности формирования дислокационной субструктуры при ползучести алюминия в условиях приложенного потенциала / О.А. Столбоушкина, С.В. Коновалов, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов // Перспективные материалы. – 2011. – №1. – C. 47-52.