ДИНАМИКА ДЕФОРМАЦИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ СПЛАВА АК10М2Н ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКЕ

Представлены результаты исследования деформационных характеристик сплава АК10М2Н без обработки и после применения обработки электронным пучком. Образцы были подвержены разрушению в процессе растяжения. Получены количественные данные о деформации образцов, построены деформационные инженерные и истинные кривые не облученного и облученного образцов. Проанализирована динамика средних пределов прочности и текучести, относительного остаточного удлинения и сужения при разрыве в зависимости от плотности энергии и длительности импульса пучка электронов. Плотность энергии пучка электронов и длительность импульсов находилась в интервале от 10 до 50 Дж/см² и от 50 до 200 мкс. Выявлен наиболее рациональный режим электронно-пучковой обработки, приводящий к увеличению пластических и прочностных свойств сплава АК10М2Н. Установлено влияние электронно-пучковой обработки с плотностью энергии пучка электронов 50 Дж/см² и длительности импульса пучка электронов 200 мкс на деформационные характеристики сплава АК10М2Н. Рассматриваемый режим приводит к увеличению предела прочности (75 %) по сравнению с пределом прочности литого сплава. Выявлено, что относительное остаточное удлинение и сужение при разрыве увеличивается после электронно-пучковой обработки. Анализ деформационных кривых позволил выявить стадии деформации. На второй стадии деформации выявлены участки с разными углами наклона (с разными коэффициентами деформационного упрочнения). В процессе растяжения образцов получены спекл-картины. При изучении спекл-картин установлено, что происходит увеличение размеров локальных очагов деформации в центральной части необлученных образцов, что также подтверждает результативность обработки электронным пучком.

1. Бельский С.Е., Волчок И.П., Митяев А.А., Свидунович Н.А. Производство алюминиевых сплавов: состояние и перспективы. Литье и металлургия. 2006;2–1:130–133.

2. Дроздов А.А. Алюминий. Тринадцатый элемент: энциклопедия. Москва: Библиотека РУСАЛа. 2007:239.

3. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. Москва: МИСиС. 2005:376.

4. Белов Н.А. Фазовый состав алюми-ниевых сплавов. Москва: ИД МИСиС. 2009:392.

5. Белов Н.А., Савченко С.В., Хван А.В. Фазовый состав и структура силуминов. Москва: МИСИС. 2008:282.

6. Qi M., Kang Y., Qiu Q., Tang W., Li J. Microstructures, mechanical properties, and corrosion behavior of novel high-thermal-conductivity hypoeutectic Al-Si alloys pre-pared by rheological high pressure die-casting and high pressure die-casting. Journal of Alloys Compounds. 2018;15(745):487‒502.

7. Марукович Е.И., Стеценко В.Ю. Про-блема модифицирования алюминиево-кремниевой эвтектики силуминов. пути решения. Литье и металлургия. 2018;(2):12–15.

8. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-2-12-15

9. Samat S., Omar M.Z., Baghdadi H., Mohamed I.F., Aziz A.M. Mechanical properties and micro-structures of a modified Al–Si–Cu alloy pre-pared by thixoforming process for automo-tive connecting rods. Journal of Materials Research and Technology. 2021;10:1086–1102.

10. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.12.085

11. Ласковнев А.П., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Коваль Н.Н., Углов В.В., Черенда Н.Н., Бибик Н.В., Асташинский М.В. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой / Под ред. А.П. Ласковнева. Минск: Беларус. Наука. 2013:287.

12. Sigworth G.K. The modification of Ai-Si casting alloys: important practical and theoretical aspects. International Journal of Metalcasting. 2008;2(2):19–40. https://doi.org/10.1007/BF03355425

13. Li Q.L., Zhao S., Li B.Q., Zhu Y.Q., Wang C.Z., Lan Y.F., Xia T.D. A novel modifier on the microstructure and mechanical properties of Al – 7Si alloys. Materials Letters. 2019;251:156–160. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.05.050

14. Lee K., Kwon Y.N., Lee S. Correlation of microstructure with mechanical properties and fracture toughness of A356 aluminum alloys fabricated by low-pressure-casting, rheo-casting, and casting-forging processes. Engineering Fracture Mechanics. 2008;75(14):4200–4216. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2008.04.004

15. Li Q.L., Li B.Q., Li J.B., Xia T.D., Lan Y.F., Guo T.B. Effects of the addition of Mg on the microstructure and mechanical properties of hypoeutectic Al-7%Si alloy. International Journal of Metalcasting. 2017;11:823–830. https://doi.org/10.1007/s40962-016-0131-6

16. Beroual S., Boumerzoug. Z., Paillard P., Borjon-Piron Y. Effects of heat treatment and addition of small amounts of Cu and Mg on the microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu and Al-Si-Mg cast al-loys. Journal of Alloys and Compounds. 2019;784:1026–1035. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.12.365

17. Giovanni M. Di T., Mørtsell E.A., Saito T., Akhtar S., Sabatino M. Di, Li Y., Cerri E. Di Influence of Cu addition on the heat treatment response of A356 foundry alloy. Materials Today: Communications. 2019;19:342–348. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.02.013

18. Czekaj E., Zych J., Kwak Z. , Garbacz-Klempka A. Quality Index of the AlSi7Mg0.3 Aluminium Casting Alloy Depending on the Heat Treatment Parameters. Archives of Foundry Engineering. 2016;16:25–28. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.02.013

19. Лысых С.А., Мишигдоржийн У.Л., Хара- ев Ю.П., Москвин П.В., Воробьёв М.С., Мокеев М.А. Электронно-пучковая моди-фикация боридных диффузионных слоев на поверхности штамповой стали 5хнм: ZAETVV. Ползуновский ВЕСТНИК. 2023;(2):217–224. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.028

20. Cai J., Li Ch., Yao Y., Lyu P., Guan Q., Li Y., Lu J. Microstructural modifications and high-temperature oxidation resistance of arc ion plated NiCoCrAlYSiHf coating via high-current pulsed electron beam. Corrosion Science. 2021;182:109281.

21. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2021.109281

22. Lee W.J., Kim J., Park H.W. Improved corrosion resistance of Mg alloy AZ31B induced by selective evaporation of Mg using large pulsed electron beam irradiation. Journal of Materials Science & Technology. 2019;35(5):891–901. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2018.12.004

23. Liu Y.R., Zhang K.M., Zou J.X., Liu D.K., Zhang T.C.Effect of the high current pulsed electron beam treatment on the surface microstructure and corrosion resistance of a Mg-4Sm alloy. Journal of Alloys and Compounds. 2018;741:65–75. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.12.227

24. Zhang T.C., Zhang K.M., Zou J.X., Yan P., Yang H.Y., Song L.X., Zhang X. Surface microstructure and property modifications in a Mg-8Gd-3Y-0.5Zr magnesium alloy treated by high current pulsed electron beam. Journal of Alloys and Compounds. 2019;788:231–239. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.02.130

25. Zhang X., Zhang K., Zou J., Yan P., Song L., Liu Y. Surface microstructure modifications and in-vitro corrosion re-sistance improvement of a WE43 Mg alloy treated by pulsed electron beams. Vacuum. 2020;173:109132.

26. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.109132