Вплив виду деформації на модуль Юнга, параметр пошкоджености, текстуру і структуру сплава Mg - 5% (ваг.) Li

  • Valentin Usov Південноукраїнський національний педагогічний університет імені К. Д. Ушинського, кафедра технологічної і професійної освіти, Одеса, Україна https://orcid.org/0000-0001-7855-5370
  • Heinz-Günter Brokmeier Інститут матеріалознавства та інженерії - факультет TEXMAT - Технологічний університет Клаусталь, Клаусталь-Целлерфельд, Німеччина; Німецький центр науково-технічних матеріалів (GEMS), Центр імені Гельмгольца в Гестхахте, Гестхахт, Німеччина https://orcid.org/0000-0002-8808-1313
  • Nataliia Shkatulyak Південноукраїнський національний педагогічний університет імені К. Д. Ушинського, кафедра фізики, Одеса, Україна https://orcid.org/0000-0003-4905-001X
  • Elena Savchuk Національний університет "Одеська морська академія", фізичний факультет, Одеса, Україна https://orcid.org/0000-0002-4249-6505
  • Norbert Schell Німецький центр конструктивного матеріалознавства (GEMS), Центр імені Гельмгольца, Гестхахт, Німеччина
Ключові слова: екструзія, прокатка, знакозмінний вигин, текстура, анізотропія, модуль Юнга, параметр пошкоджуваності, субструктура

Анотація

Вивчено вплив деформації екструзією, прокаткою після екструзії (в поєднанні з відпалом і зміною напрямку прокатки) і подальшого знакозмінного вигину (ЗІ) з числом циклів 0,5, 1, 3 і 5 на модуль пружності (E), параметр накопичення пошкоджень (параметр пошкоджуваності ω), кристалографічну текстуру і параметри субструктури бінарного сплаву Mg - 5% Li (ваг.). Параметр пошкоджуваності (0 ≤ ω ≤ 1), який інтерпретується як відносне зменшення ефективної несучої площі поперечного перерізу через накопичення пошкоджень, був знайдений зі зміни модуля пружності після різних вищезазначених типів деформації. При цьому ми використовували для порівняння моделі еквівалентної деформації та еквівалентної пружної енергії. Параметри субструктури (розміри кристалічних доменів D (області когерентного розсіювання, мікродеформації кристалічної ґратки ε, щільність дислокацій ρ) оцінювалися шляхом аналізу фізичного розширення ліній дифракції жорсткого проникаючого рентгенівського синхротронного випромінювання на кристалічній ґратці досліджуваного сплаву. Було виявлено, що після екструзії злитка сплаву при 350°С і подальшої прокатки в напрямку осі екструзії (напрямок прокатки НП) до товщини 4,5 мм в поєднанні з відпалом при 350°С після кожного проходу утворюється текстура. При такій текстурі вісь шестигранної призми відхиляється на 90° від нормального напряму (НН) до поперечного напрямку (ПН). При цьому кристалографічні напрямки  і  збігаються з НП. Текстура, при якій вісь гексагональної призми відхиляється від НН до ПН на кути від 15 до 70° (на відміну від текстури базисного типу чистого магнію), формується після подальшої прокатки досліджуваного сплаву до товщини 1 мм зі зміною НП після кожного проходу на 90° в поєднанні з відпалом при 350°С. Кристалографічні напрямки  збігаються з НП. Виявлена анізотропія вищевказаних характеристик. В результаті кореляційного і регресійного аналізу було встановлено, що анізотропія і значення E і D зменшуються, а значення ε, ρ і ω збільшуються зі збільшенням числа циклів знакозмінного вигину. Показано, що зміни вищевказаних характеристик обумовлені, в основному, кристалографічною текстурою, сформованою в процесі термомеханічної обробки і подальшого знакозмінного вигину листів сплаву Mg - 5% Li (ваг.), що підтверджується даними кореляційного і регресійного аналізу.

 

 

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Z. Yang, J.P. Li, J.X. Zhang, G.W. Lorimer, and J. Robson, 21(5) 313-326 (2008), https://doi.org/10.1016/S1006-7191(08)60054-X

L. Ruihong, P. Fusheng, B. Jiang, D. Hanwu and Y. Qingshan, Materials Science & Engineering A, 562, 33–38 (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2012.11.032

K. Alaneme, and E. Okotete, Journal of Magnesium and Alloys, 5 (4), 460-475, (2017), https://doi.org/10.1016/j.jma.2017.11.001

H. Hafekamp, M. Niemeyer, R. Bohem, U. Holzkamp, C. Jaschik and V. Kaese, Material Science Forum, 350-351, 31-42 (2000). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.350-351.31

Methods of leveling sheet metal https://blog.arku.com/us/methods-of-leveling-sheet-metal/

N. Shkatulyak, S. Smirnova, and V. Usov, Hindawi Publishing Corporation, International Journal of Metals, Article ID 349810, 8 pages, (2015). http://dx.doi.org/10.1155/2015/349810.

L.M. Kachanov, Основы механики разрушения [Fundamentals of fracture mechanics], (Nauka, Moscow, 1974), 312 p. https://lib-bkm.ru/13776 [in Russian].

Y.N. Rabotnov, Избранные произведения. Проблемы механики деформируемого твердого тела [Selected works. Problems of the mechanics of a deformable solid], (Nauka, Moslow, 1991, 196 p.) [in Russian].

J. Lemaitre, R. Desmorat, and M. Sauzay,. Eur. J. Mech. A, 19 (2), 187-208, (2000). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0997753800001613

N.R. Hansen, and H. L. Schreyer, Int. J. Solid. Structures, 31 (3), 359-389, (1994). https://kopernio.com/viewer?doi=10.1016/0020-7683(94)90112-0&token=WzM3NTM2LCIxMC4xMDE2LzAwMjAtNzY4Myg5NCk5MDExMi0wIl0.IbXai4W6T9jPyaO_4p_S86QIzV8

C.L Chow, and J. Wang, International Journal of Fracture, 33, (1) 3-16, (1987), https://link.springer.com/article/10.1007/BF00034895.

M. Bobyr, O. Khalimon, and O. Bondarets, Journal of Mechanical Engineering NTUU «Kyiv Polytechnic Institute», 67, 5-13, (2013). http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKPI_mash_2013_67_3

V.V. Usov, and N.M. Shkatulyak, Russian Physics Journal, 47, (11), 1139-1146, (2004), https://www.researchgate.net/publication/226984093_Fractal_nature_of_the_dislocation_structure_of_low-alloyed_steel_after_controlled_rolling

Technical Review ITC-ME/ATCP (2010). http://www.atcpndt.com/images/products/sonelastic/articles/RT03-ATCP.pdf.

H.-G. Brokmeier, S. Yil, N. Park and J. Homeyer. Electron Resource, Solid State Phenomena105, 55–60, (2005), http://www.scientific.net/SSP.105.55

H.-G. Brokmeier, Sangbong Yi, Textures in Engineering Materials: From Fundamentals to Applications, in Neutrons and Synchrotron Radiation in Engineering Materials Science, (2017) pp.55-72, Wiley-VCH

FIT2D: An introduction Overview. http://www.esrf.eu/computing/scientific/FIT2D/FIT2D_INTRO/fit2d.html

G. Williamson and W. Hall Acta metallurgica, 1(1), 22-31 (1953). http://www.xray.cz/xray/csca/kol2011/kurs/Dalsi- cteni/clanky/Williamson-ActaMet-1953-1-22-WH-Plot.pdf

T. Ungár, and J. Gubicza, Ultrafine Grained Materials II, 595–604, (2013), https://core.ac.uk/download/pdf/11856593.pdf

P.R. Morris, Journal of Applied Physics, 30, (4), 595-596, (1959), https://doi.org/10.1063/1.1702413

C. Dragomir, and T. Unga´r, J. Appl. Cryst., 35, 556–564, (2002). https://doi.org/10.1107/s0021889802009536

H.B. Huntington, Solid State Physics, 213–351, (1958). https://doi.org/10.1016/S0081-1947(08)60553-6

N. Shkatulyak, V. Usov and S. Smirnova, International Journal of Advances in Materials Science and Engineering, 4(4), 1-11, (2015), https://www.researchgate.net/publication/283650995_Single_Crystal_Magnesium_Lithium_Alloy_Elastic_Constants

A. Borbely, http://metal.elte.hu/anizc/.

Gubicza, N.H. Nam, K. Mathis, and V.V. Stolyarov, Z. Kristallogr. Suppl., 23, 93-98, (2006), http://gubicza.web.elte.hu/publikaciok/epdic9_sajat.pdf

J.J. Kearns, Journal of Nuclear Materials, 299(2), 171–174 (2001), https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00686-9.

V. Grytsyna, D. Malykhin, T. Yurkova et al. East Eur. J. Phys. 3, 38-45 (2019), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-3-05.

N.V. Ageev, A.A. Babareko and S.Ya. Betsofen, Izv. Ross. Akad. Nauk, Ser. Met. 1, 94–103 (1974).

Опубліковано
2020-02-23
Цитовано
Як цитувати
Usov, V., Brokmeier, H.-G., Shkatulyak, N., Savchuk, E., & Schell, N. (2020). Вплив виду деформації на модуль Юнга, параметр пошкоджености, текстуру і структуру сплава Mg - 5% (ваг.) Li. Східно-європейський фізичний журнал, (1), 83-95. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-1-07