A. V. Stolbovsky , V. V. Popov, E. N. Popova, R. M. Falahutdinov
EFFECT OF SEVERE PLASTIC DEFORMATION BY HIGH-PRESSURE TORSION ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF COPPER AND TIN BRONZE
DOI: 10.17804/2410-9908.2017.5.013-022 The evolution of the structure of Cu-1Sn tin bronze under severe plastic deformation by high-pressure torsion has been studied and compared with that of commercially pure copper. It is demonstrated that high-pressure torsion of bronze results in much higher strengthening and structure refinement than that of commercially pure copper, as the presence of the doping element in the former promotes the retardation of dynamic recrystallization and relaxation processes. Besides, contrary to copper, which undergoes not only dynamic, but also post-dynamic recrystallization, all the bronze samples studied are stable after the HPT at room temperature, and they do not suffer any changes after unloading and prolonged ageing.
Keywords: nanostructuring, nanostructures, severe plastic deformation, high-pressure torsion, grain boundaries, thermal stability, tin bronze, copper References:
- Stolbovsky A.V., Popov V.V., Popova E.N. Structure and thermal stability of tin bronze nanostructured by high pressure torsion. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2015, iss. 5, pp. 118–132. Available at: http://dream-journal.org/issues/2015-5/2015-5_52.html (accessed: 30.10.2017).
- Krinitsina T.P., Popova E.N., Sudareva S.V., Romanov E.P., Nikulin A.D., Shikov A.K., Vorobyova A.Y. Natural and artificial aging of bronzes used as matrix in Nb3Sn-base composites. Fizika metallov i metallovedenie, 1991, no. 11, pp. 90–98.
- Tsubakino H. Discontinuous precipitation in Cu-Sn alloy. Metallography, 1984, vol. 17, no. 4, pp. 371–382. DOI: 10.1016/0026-0800(84)90074-0
- Williams D.B., Butler E.P. Grain boundary discontinuous precipitation reaction. International Metals Reviews, 1981, vol. 26, iss. 1, pp. 153–183. DOI: 10.1179/imtr.1981.26.1.153
- Suchkov D.I. Med i ee splavy [Copper and its Alloys]. Мoscow, Metallurgiya Publ., 1967, pp. 104–176. (In Russian).
- Degtyarev M.V., Chashchukhina T.I., Voronova L.M., Kopylov V.I. Correlation among strain, hardness, and structure element size in iron and structural steels under various severe plastic deformations. Fizicheskaya mezomekhanika, 2013, vol. 16, no. 6, pp. 71–80. (In Russian).
- Vishnyakov Ya.D. Defekty Upakovki v Kristallicheskoy Strukture [Stacking Faults in Crystal Structure]. Мoscow, Metallurgiya Publ., 1970, 66 p. (In Russian).
- Popov V.V., Popova E.N., Stolbovskii A.V., Pilyugin V.P., Arkhipova N.K. Nanostructurization of Nb by high-pressure torsion in liquid nitrogen and the thermal stability of the structure obtained. The Physics of Metals and Metallography, 2012, vol. 113, no. 3, pp. 295–301. DOI: 10.1134/S0031918X1203009X
- Popov V.V., Valiev R.Z., Popova E.N., Sergeev A.V., Stolbovsky A.V., Kazihanov V.U. Structure and properties of grain boundaries in submicrocrystalline W obtained by severe plastic deformation. Defect and Diffusion Forum, 2009, vol. 283–286, pp. 629–639. DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.283-286.629
- Chashchukhina T.I., Voronova L.M., Degtyarev M.V., Pokryshkina D.K. Deformation and dynamic recrystallization in copper at different deformation rates in Bridgman anvils. The Physics of Metals and Metallography, 2011, vol. 111, pp. 304–313. DOI: 10.1134/S0031918X11020049.
А. В. Столбовский, В. В. Попов, Е. Н. Попова, Р. М. Фалахутдинов
ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТОДОМ КРУЧЕНИЯ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕДИ И ОЛОВЯНИСТОЙ БРОНЗЫ
Выполнено исследование эволюции структуры оловянистой бронзы Cu-1Sn при интенсивной пластической деформации методом кручения под высоким давлением и произведено сравнение с данными, полученными для меди технической чистоты при такой же обработке. Показано, что кручение бронзы под высоким давлением приводит к значительно более высокому упрочнению и измельчению структуры по сравнению с медью технической чистоты, вследствие того, что присутствие легирующего элемента способствует торможению динамической рекристаллизации и релаксационных процессов. Кроме того, в отличие от меди, в которой протекает не только динамическая, но и постдинамическая рекристаллизация, все исследованные образцы бронзы после КВД стабильны при комнатной температуре и не претерпевают каких-либо изменений после снятия нагрузки и при длительном вылеживании.
Благодарность: Электронно-микроскопическое исследование выполнено на оборудовании центра коллективного пользования в Испытательном центре нанотехнологий и перспективных материалов ИФМ УрО РАН. Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема «Спин», номер госрегистрации 01201463330), при частичной поддержке Программы фундаментальных исследований УрО РАН (проект 15-9-2-44) и РФФИ (проект 15-03-03103). Ключевые слова: наноструктурирование, наноструктуры, интенсивная пластическая деформация, кручение под высоким давлением, границы зерен, термическая стабильность, оловянистая бронза, медь Библиография:
- Stolbovsky A. V., Popov V. V., Popova E. N. Structure and Thermal Stability of Tin Bronze Nanostructured by High Pressure Torsion // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2015. – Iss. 5. – P. 118–132. – URL: http://dream-journal.org/issues/2015-5/2015-5_52.html (accessed: 30.10.2017).
- Natural and artificial aging of bronzes used as matrix in Nb3Sn-base composites / T. P. Krinitsina, E. N. Popova, S. V. Sudareva, E. P. Romanov, A. D. Nikulin, A. K. Shikov, A. Y. Vorobyova // Fizika metallov i metallovedenie. – 1991. – No. 11. – P. 90–98.
- Tsubakino H. Discontinuous precipitation in Cu-Sn alloy // Metallography. – 1984. – Vol. 17, no. 4. – P. 371–382. – DOI: 10.1016/0026-0800(84)90074-0.
- Williams D. B., Butler E. P. Grain boundary discontinuous precipitation reaction // International Metals Reviews. – 1981. – Vol. 26, iss. 1. – P. 153–183. – DOI: 10.1179/imtr.1981.26.1.153.
- Сучков Д. И. Медь и ее сплавы. – М. : Металлургия, 1967. – С. 104–176.
- Установление соответствия между степенью деформации, твердостью и размерами элементов структуры железа и конструкционных сталей при большой пластической деформации различными способами / М. В. Дегтярев, Т. И. Чащухина, Л. М. Воронова, В. И. Копылов // Физическая мезомеханика. – 2013. – Т. 16, № 6. – С. 71–80.
- Вишняков Я. Д. Дефекты упаковки в кристаллической структуре // М. : Металлургия, 1970. – 66 с.
- Nanostructurization of Nb by high-pressure torsion in liquid nitrogen and the thermal stability of the structure obtained / V. V. Popov, E. N. Popova, A. V. Stolbovskii, V. P. Pilyugin, N. K. Arkhipova // The Physics of Metals and Metallography. – 2012. – Vol. 113, no. 3. – P. 295–301. – DOI: 10.1134/S0031918X1203009X.
- Structure and Properties of Grain Boundaries in Submicrocrystalline W Obtained By Severe Plastic Deformation / V. V. Popov, R. Z. Valiev, E. N. Popova, A. V. Sergeev, A. V. Stolbovsky, V. U. Kazihanov // Defect and Diffusion Forum. – 2009. – Vol. 283–286. –Р. 629–639. DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.283-286.629.
- Deformation and dynamic recrystallization in copper at different deformation rates in Bridgman anvils / T. I. Chashchukhina, L. M. Voronova, M. V. Degtyarev, D. K. Pokryshkina // The Physics of Metals and Metallography. – 2011. – Vol. 111. – P. 304–313. – DOI: 10.1134/S0031918X11020049.
     
Библиографическая ссылка на статью
Effect of Severe Plastic Deformation by High-Pressure Torsion on the Structure and Properties of Copper and Tin Bronze / A. V. Stolbovsky, V. V. Popov, E. N. Popova, R. M. Falahutdinov // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2017. - Iss. 5. - P. 13-22. - DOI: 10.17804/2410-9908.2017.5.013-022. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2017-5/2017-5_144.html (accessed: 21.12.2024).
|
