vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"vsgiu-197Research ArticleМеталлургия и материаловедениеMetallurgy and Materials ScienceИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО АЛЮМИНИЯ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯCHANGES IN THE MECHANICAL CHARACTERISTICS OF COMMERCIALLY PURE ALUMINUM UNDER THE CONDITIONS OF MAGNETIC FIELD INFLUENCEShttps://orcid.org/0000-0001-8130-648XШляровВиталий ВладиславовичShlyarovVitaly V.

аспирант кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля

Postgraduate student of the Department of Natural Sciences named after Prof. V.M. Finkel

shlyarov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9859-8949ЗагуляевДмитрий ВалерьевичZagulyaevDmitry V.

к.т.н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Natural Sciences named after Prof. V.M. Finkel

vestnicsibgiu@sibsiu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4908-6776АксеноваКрестина ВладимировнаAksenovaKristina V.

к.т.н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Natural Sciences named after Prof. V.M. Finkel

19krestik91@mail.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation202217062025021016Copyright © Шляров В.В., Загуляев Д.В., Аксенова К.В., 20252025Шляров В.В., Загуляев Д.В., Аксенова К.В.Shlyarov V., Zagulyaev D., Aksenova K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/197

Улучшение физических параметров и специальных свойств поверхностей материалов приобретает все большее значение в связи с многоплановыми научно-исследовательскими проблемами, связанными с внедрением высоких технологий в производственные процессы. Для анализа ресурса работы конструкций, механизмов, работающих в условиях механических нагрузок, необходимо изучение поведения металлов в условиях внешних энергетических воздействий. Изучено влияние слабых (до 0,5 Тл) магнитных полей на деформационные характеристики алюминия для возможности пластификации материала. Воздействие постоянными магнитными полями приводит к обратимому снижению микротвердости алюминия. Определено пороговое значение индукции постоянного магнитного поля (B = 0,1 Тл), выше которого возможен эффект влияния постоянного магнитного поля на микротвердость алюминия. Дальнейшее повышение индукции магнитного поля приводит к линейному возрастанию эффекта. При исследовании скорости ползучести технически чистого алюминия была выявлена зависимость скорости ползучести алюминия (на установившейся и ускоренной стадиях) от величины индукции магнитного поля. Наложение магнитного поля значительно изменяет скорость ползучести алюминия. Воздействие индукции магнитного поля приводит к существенному снижению скорости ползучести по сравнению с образцом, разрушенным без воздействия магнитного поля. На установившейся и логарифмической стадиях скорость ползучести уменьшается независимо от индукции магнитного поля. Установлено, что эффект влияния магнитного поля не однозначен: происходит как возрастание скорости ползучести с достижением максимального значения (B = 0,1 Тл), так и ее замедление с достижением минимального (B = 0,5 Тл). Была выявлена зависимость относительного изменения скорости ползучести алюминия от индукции магнитного поля.

At present, the improvement of the physical parameters and special properties of the surfaces of materials is becoming increasingly important due to the multifaceted research problems associated with the introduction of high technologies into production processes. Since most structures and mechanisms operate under mechanical loads that lead to destruction, to analyze their service life, it is necessary to study the behavior of metals under external energy influences. In the work, the influence of weak magnetic fields up to 0.5 T on the deformation characteristics of aluminum for the possibility of plasticizing the material was studied. It has been established that exposure to constant magnetic fields leads to a reversible decrease in the microhardness of aluminum. The threshold value of the induction of a constant magnetic field (В = 0.1 T) was determined, above which it is possible to observe the effect of the influence of a constant magnetic field on the microhardness of aluminum. A further increase in the magnetic field leads to a linear increase in the effect. In the study of the creep rate of commercially pure aluminum, the dependence of the creep rate of aluminum, at the steady and accelerated stages, on the magnitude of the magnetic field induction was revealed. It has been investigated that the application of a magnetic field significantly changes the creep rate of aluminum. The effect of the induction of the magnetic field leads to a significant decrease in the creep rate compared to the sample that was destroyed without the action of the magnetic field. At the steady and logarithmic stages, the creep rate decreases regardless of the magnetic field induction. It was also found that the effect of the influence of the magnetic field is not unambiguous: there is both an increase in the creep rate, reaching a maximum value at B = 0.1 T, and its slowing down, reaching a minimum at B = 0.5 T. Thus, the dependence of the relative change in the creep rate of aluminum on the value of the magnetic field induction was revealed.

технически чистый алюминийползучестьмикротвердостьпарамагнетикмагнитное полеиндукцияcommercially pure aluminumcreepmicrohardnessparamagnetmagnetic fieldinductionReferencesJeong C. High temperature mechanical properties of AlSiMg(Cu) alloys for automotive cylinder heads // Materials Transactions. 2013. Vol. 54 (4). P. 588–594.Jeong C. High temperature mechanical properties of AlSiMg(Cu) alloys for automotive cylinder heads. Materials Transactions. 2013, vol. 54 (4), pp. 588–594.Joyce M.R., Styles C.M., Reed P.A.S. Elevated temperature short crack fatigue behaviour in near eutectic Al – Si alloys // International Journal of Fatigue. 2003. Vol. 25 (9-11). P. 863–869.Joyce M.R., Styles C.M., Reed P.A.S. Ele-vated temperature short crack fatigue behaviour in near eutectic Al–Si alloys. International Journal of Fatigue. 2003, vol. 25 (9-11), pp. 863–869.Zhao Q., Qian Z., Cui X., Wu Y., Liu X. Op-timizing microstructures of dilute Al–Fe–Si alloys designed with enhanced electrical conductivity and tensile strength // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 650. P. 768–776.Zhao Q., Qian Z., Cui X., Wu Y., Liu X. Optimizing microstructures of dilute al-fe-si alloys designed with enhanced electrical conductivity and tensile strength. Journal of Alloys and Compounds. 2015, vol. 650, pp. 768–776.Zhang X., Zhang H., Kong X., Fu D. Micro-structure and properties of Al–0.70Fe–0.24Cu alloy conductor prepared by horizontal continuous casting and subsequent continuous extrusion forming // Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). 2015. Vol. 25 (6). P. 1763–1769.Zhang X., Zhang H., Kong X., Fu D. Microstructure and properties of al-0.70Fe-0.24Cu alloy conductor prepared by horizontal continuous casting and subsequent continuous extrusion forming. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). 2015, vol. 25 (6), pp. 1763–1769.Jiang X., Zhang Y., Yi D., Wang H., Deng X., Wang B. Low-temperature creep behavior and microstructural evolution of 8030 aluminum cables // Materials Characterization. 2017. Vol. 130. P. 181–187.Jiang X., Zhang Y., Yi D., Wang H., Deng X., Wang B. Low-temperature creep behavior and microstructural evolution of 8030 aluminum cables. Materials Characterization. 2017, vol. 130, pp. 181–187.Pan L., Mirza F.A., Liu K., Chen X.G. Effect of Fe-rich particles and solutes on the creep behaviour of 8xxx alloys // Materials Science and Technology. 2016. Vol. 33. P. 1130–1137.Pan L., Mirza F.A., Liu K., Chen X.G. Effect of Fe-rich particles and solutes on the creep behaviour of 8xxx alloys. Materials Science and Technology. 2016, vol. 33, pp. 1130–1137.Kassner M.E., Smith K. Low temperature creep plasticity // Journal of Materials Re-search and Technology. 2014. Vol. 3 (3). P. 280–288.Kassner M.E., Smith K. Low temperature creep plasticity. Journal of Materials Research and Technology. 2014, vol. 3 (3), pp. 280–288.Sherby O.D., Goldberg A., Ruano O.A. Solute-diffusion-controlled dislocation creep in pure aluminium containing 0.026 at.% Fe // Philosophical Magazine. 2007. Vol. 84. P. 2417–2434.Sherby O.D., Goldberg A., Ruano O.A. Solute-diffusion-controlled dislocation creep in pure aluminium containing 0.026 at.% Fe. Philosophical Magazine. 2007, vol. 84, pp. 2417–2434.Kim H. Low-temperature creep behavior of ultrafine-grained 5083 al alloy processed by equal-channel angular pressing // Journal of Mechanical Science and Technology. 2010. Vol. 24 (10). P. 2075–2081.Kim H. Low-temperature creep behavior of ultrafine-grained 5083 al alloy processed by equal-channel angular pressing. Journal of Mechanical Science and Technology. 2010, vol. 24(10), pp. 2075–2081.Marquis E.A., Seidman D.N., Dunand, D.C. Effect of mg addition on the creep and yield behavior of an Al–Sc alloy // Acta Materialia. 2003. Vol. 51 (16). P. 4751–4760.Marquis E.A., Seidman D.N., Dunand, D.C. Effect of mg addition on the creep and yield behavior of an Al–Sc alloy. Acta Materialia. 2003, vol. 51 (16), pp. 4751–4760.Моргунов Р.Б., Валеев Р.А., Скворцов А.А., Королев Д.В., Пискорский В.П., Куницына Е.И., Кучеряев В.В., Коплак О.В. Магнитопластический и магнитомеханический эффекты в алюминиевых сплавах с магнито-стрикционными микровключениями // Труды ВИАМ. 2019. № 10. С. 3–13.Morgunov R.B., Valeev R.A., Skvortsov A.A., Korolev D.V., Piskorskii V.P., Kuni-tsyna E.I., Kucheryaev V.V., Koplak O.V. Magnetoplastic and magnetomechanical effects in aluminum alloys with magnetostrictive microinclusions. Trudy VIAM. 2019, no. 10, pp. 3–13. (In Russ.).Ener S., Skokov K.P., Karpenkov D.Yu., Kuz'min M.D., Gutfleisch O. Magnet properties of Mn70Ga30 prepared by cold rolling and magnetic field annealing // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2015. Vol. 382. P. 265–270.Ener S., Skokov K.P., Karpenkov D.Yu., Kuz'min M.D., Gutfleisch O. Magnet properties of Mn70Ga30 prepared by cold rolling and magnetic field annealing. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2015, vol. 382, pp. 265–270.Li J., Zhou J., Liu L., Feng A., Huang S., Meng X. High-cycle bending fatigue behavior of TC6 titanium alloy subjected to laser shock peening assisted by cryogenic temperature // Surface and Coatings Technology. 2021. Vol. 409. P. 126848.Li J., Zhou J., Liu L., Feng A., Huang S., Meng X. High-cycle bending fatigue behavior of TC6 titanium alloy subjected to laser shock peening assisted by cryogenic temperature. Surface and Coatings Technology. 2021, vol. 409, pp. 126848.Комиссарова И.А., Ярополова Н.Г., Коновалов С.В., Загуляев Д.В., Громов В.Е. Влияние контактных воздействий на нанотвердость металлов // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2014. № 33. С. 125–131.Komissarova I.A., Yaropolova N.G., Konovalov S.V., Zagulyaev D.V., Gromov V.E. Influence of Contact Actions on the Nanohardness of Metals. Vestnik gorno-metallurgicheskoi sektsii rossiiskoi akademii estestvennykh nauk. Otdelenie metallurgii. 2014, no. 33, pp. 125–131. (In Russ.).Коновалов С.В., Данилов В.И., Зуев Л.Б., Филипьев Р.А., Громов В.Е. О влиянии электрического потенциала на скорость ползучести алюминия // Физика твердого тела. 2007. Т. 49 (8). С. 1389–1391.Konovalov S.V., Danilov V.I., Zuev L.B., Filip'ev R.A., Gromov V.E. On the effect of electric potential on the creep rate of aluminum. Fizika tverdogo tela. 2007, vol. 49 (8), pp. 1389–1391. (In Russ.).Жмакин Ю.Д., Загуляев Д.В., Коновалов С.В., Кузнецов В.А., Громов В.Е. Совер-шенствование аппаратурного обеспечения электростимулированных процессов обработки металлов давлением // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2009. Т. 6. № 2. С. 92–98.Zhmakin Yu.D., Zagulyaev D.V., Konovalov S.V., Kuznetsov V.A., Gromov V.E. Improvement of hardware support for electrically stimulated metal forming processes. Fundamental'nye problemy sovremennogo materialovedeniya. 2009, vol. 6, no. 2, pp. 92–98. (In Russ.).Альшиц В.И. Магнитопластический эф-фект: основные свойства и физические механизмы // Кристаллография. 2003. № 5. С. 826–854.Al'shits V.I. Magnetoplastic effect: main properties and physical mechanisms. Kristallografiya. 2003, no. 5, pp. 826–854. (In Russ.).Шляров В.В., Загуляев Д.В. Влияние маг-нитных полей на процесс пластической деформации цветных металлов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2019. Т. 16. № 3. С. 394–398.Shlyarov V.V., Zagulyaev D.V. Influence of magnetic fields on the process of plastic deformation of non-ferrous metals. Fundamental'nye problemy sovremennogo materialovedeniya. 2019, vol. 16, no. 3, pp. 394–398. (In Russ.).Шляров В.В., Анучина Е.А., Загуляев Д.В., Коновалов С.В. Изменение мик-ротвердости титана ВТ1-0 при воздействии магнитным полем // Вестник Тамбовского университета. Серия естественные и технические науки. 2016. С. 1444–1446.Shlyarov V.V., Anuchina E.A., Zagulyaev D.V., Konovalov S.V. Change in the microhardness of titanium VT1-0 when exposed to a magnetic field. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2016, pp. 1444–1446. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.