ПРЕССОВАНИЕ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ И ВИНТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ ИЗ МЕДИ М4

Рассматриваются методы прессования призматических и винтовых металлических профилей. Приведен пример холод-ного прессования заготовки из меди М4 с получением сплошного профиля квадратного сечения. Проведено сравнение традиционного прессования (экструдирования) и экструдирования с последующим прессованием с кручением (экструдирования и винтового прессования – ЭВП) по механическим характеристикам, энергоемкости и характеру разрушения образцов из меди. При этом ЭВП заготовки выполнялось в одном устройстве при одном технологическом процессе. Прессованию призматических и винтовых профилей в 1 проход при комнатной температуре подвергали объемные медные заготовки ∅11,7×60 мм. Нагружение заготовки пуансоном осуществлялось с помощью гидравлического пресса. После деформационной обработки были получены сплошные медные призматические и винтовые профили с квадратным сечением 8×8 мм. Представлены результаты по механическим свойствам, закономерностям деформирования и механизму разрушения при одноосном растяжении образцов из технической меди М4 в состоянии поставки и после упрочнения. Механические испытания на одноосное растяжение образцов с рабочим размером ∅3×15 мм проводили на испытательной машине UTS-20k при постоянной скорости нагружения, равной 3,33·10^–5 м·с^–1. Установлено некоторое повышение прочности меди, подвергнутой экструзии в один проход при комнатной температуре. Винтовое прессование после экструзии обеспечивает более высокую пластичность по сравнению с исходным состоянием и экструзией. Выполнено фрактографическое исследование изломов образцов на сканирующем электронном микроскопе «Hitachi TM 3030» в режиме вторичных электронов. Показано, что механизм разрушения медных образцов в состоянии поставки, а также после экструзии и ЭВП качественно одинаковый. Разрушение образцов из меди М4 как в исходном состоянии, так и после деформационной обработки по указанным режимам произошло по механизму вязкого разрушения. Выявлено, что медь, подвергнутая ЭВП, обладает большей энергоемкостью в связи с повышением пластичности. Излом в волокнистой зоне для образца, подвергнутого ЭВП, отличается ярусным расположением блоков ямок. Крупные ямки и микроямки во всех состояниях меди присутствуют как в волокнистой зоне, так и в периферийной области среза.

1. Valiev R.Z., Langdon T.G. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement // Progr. Mater. Sci. 2006. Vol. 51. Iss. 7. P. 881—982.

2. Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nano-structured materials from severe plastic deformation // Progr. Mater. Sci. 2000. Vol. 45. Iss. 2. P. 103—189.

3. Жолобов В.В., Зверев Г.М. Прессование металлов. М.: Металлургиздат, 1959.

4. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1975.

5. Старостин Ю.С. Инновационные технологии на основе прессования: Учеб. пос. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007.

6. Каргин В.Р., Каргин Б.В. Основы технологических процессов ОМД: раздел прессование: Учеб. пос. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2011.

7. Helmig R.J., Janacek M., Hadzima B., Gendelman O.V., Shapiro M., Molodova X., Springer A., Estrin Y. A Portrait of copper processed by equal channel angular pressing // Mater. Trans. 2008. Vol. 49. No. 1. P. 31—37.

8. Zhang Y., Tao N.R., Lu K. Mechanical properties and rolling behaviors of nano-grained copper with embedded nano-twin bundles // Acta Mater. 2008. Vol. 56. Iss. 11. P. 2429–2440.

9. Северденко В.Н., Мурас В.С, Суходрев Э.Ш. Горячее гидродинамическое выдавливание режущего инструмента. Минск: Наука и техника, 1974.

10. Решетов А.В., Коршунов А.И., Смоляков А.А., Бейгель-зимер Я.Е., Варюхин В.Н., Каганова И.И., Морозов А.С. Распределение механических свойств по объему титановой заготовки, обработанной методом вин-товой экструзии // Физика и техника высоких давлений. 2011. Т. 21. No. 1. С. 111—120.

11. Григорова Т.В., Исаев Н.В., Березина А.Л., Давиденко А.А., Сенникова Л.Ф., Слива К.И., Спусканюк В.З. Влияние комбинированной деформации на низкотемпературную пластичность и прочность субмикрокристаллической меди // Физика и техника высоких давлений. 2013. Т. 23. No. 4. С. 107—119.

12. Spuskanyuk V., Davydenko O., Berezina A., Gangalo O., Sennikova L., Tikhonovsky M., Spiridonov D. Effect of combining the equal-channel angular hydroextrusion, direct hydroextrusion and drawing on properties of copper wire // J. Mater. Process. Technol. 2010. Vol. 210. Iss. 13. P. 1709—1715.

13. Ivanisenko Yu., Kulagin R., Fedorov V., Mazilkin A., Scherer T., Baretzky B., Hahn H. High pressure torsion extrusion as a new severe plastic deformation process // Mater. Sci. Eng. A. 2016. Vol. 664. P. 247—256.

14. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы:получение, структура и свойства. М.: Академкнига,2007.

15. Park K-T., Park L., Kim H.J., Kim S.B., Lee C.S. Analysis on dynamic tensile extrusion behavior of UFG OFHC Cu // IOP conf. Ser.: Materials Science and Engineering. 2014. Vol. 63. Р. 012144. URL: http://iopscience.iop.org/1757-899X/63/1/012144.

16. Zehetbauer M.J., Stüwe H.P., Vorhauer A., Schafler E., Ko-hout J. The role of hydrostatic pressure in severe plastic deformation // Nanomaterials by severe plastic deforma tion: Proc. of the 2nd Intern. Conf. on nanomaterials by severe plastic deformation. Fundamentals — Processing — Application (Vienna, Austria, 9—13 Dec. 2002). Wein-heim, Germany: Wiley-VCH, 2004. P. 435—446.

17. Wang Y.M., Ma Е. Temperature and strain rate effects on the strength and ductility of nanostructured copper // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83. Iss. 15. P. 3165—3167.

18. Иванов А.М., Рааб Г.И., Петрова Н.Д. Способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовки: Пат. 2570271 (РФ). 2015.

19. Бейгельзимер Я.Е., Варюхин В.Н., Орлов Д.В., Сынков С.Г. Винтовая экструзия — процесс накопления деформации. Донецк: ТЕАН, 2003.

20. Феллоуз Дж. Фрактография и атлас фрактограмм. М.: Металлургия, 1982.