Экспериментальное и теоретическое исследование механических свойств и структуры нанокристаллического дисперсно-упрочненного сплава Cu-Cr

3.   Проведен комплекс экспериментальных и теоретических исследований термической стабильность промышленных медных сплавов системы Cu-Cr (хромовых бронз) с различным содержанием хрома, структура которых предварительно будет подвергнута многоцикловому РКУ-прессованию. Проведен выбор химического состава и режимов термостабилизации зеренной НМК структуры сплава при удовлетворительных механических (предел упругости, предел текучести, твердость) и электрических свойствах (удельное электросопротивление) материала. Показано, что введение малых добавок хрома (от 0.3 до 0.5%) приводит к снижению температуры начала рекристаллизации, но к увеличению температуры начала разупрочнения НМК хромовых бронз, что объясняется конкуренцией двух диффузионно-контролируемых процессов – рекристаллизации и дисперсионного твердения.

4.   Изготовлены из массивных образцов дисперсно-упрочненного сплава Cu-Cr деталей сложной формы (электродов контактной сварки) и проведены испытания деталей в промышленных условиях (ОАО ГАЗ). Показано, что в среднем стойкость электродов, выполненных из НМК дисперсно-упрочненного сплава Cu-0.3%Cr, выше стойкости аналогичных электродов из КК дисперсно-упрочненного сплава Cu-0.3%Cr при оценке изменения диаметра контактной поверхности в широком диапазоне режимов предварительной термодеформационной обработки материала.

5.   Для объяснения наблюдаемых эффектов разработан комплекс теоретических моделей, позволяющих описывать закономерности диффузионно-контролируемых процессов (возврата, рекристаллизации, дисперсионного старения) в НМК металлах и сплавах, полученных по технологии многоциклового РКУ-прессования.

Работы, опубликованные по результатам НИР:

Основные публикации (статьи):

1.   Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Модель зернограничного внутреннего трения в микрокристаллических материалах. Н.Новгород, изд-во «Интелсервис» 2000, стр. 10-17.

2.   Сысоев А.Н. Упругие свойства микрокристаллических материалов. Сб. науч. трудов «Испытания материалов и конструкций», Н.Новгород, изд-во «Интелсервис» 2000, стр. 17-24.

3.   Макаров И.М., Чувильдеев В.Н. Расчет распределения векторов разориентировок границ зерен в ансамбле хаотически разориентированных зерен. в Сб. научных трудов «Структура и свойства твердых тел», Н.Новгород, ННГУ, 2000 г., с.94-97.

4.   Нохрин А.В., Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Особенности процессов рекристаллизации в нано- и микрокристаллической меди. в Сб. научных трудов «Структура и свойства твердых тел», Н.Новгород, ННГУ, 2000 г., с.85-88.

5.   Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Структура и свойства массивных нано- и микрокристаллических материалов, полученных равноканальным угловых прессованием. Матер. семинара:«Наноструктурные материалы – 2000: Беларусь - Россия», Минск, Беларусь, НАНБ, 2000, с.13-16.

6.   Чувильдеев В.Н., Смирнова Е.С. Температура рекристаллизации в металлах, содержащих небольшие добавки примеси. – Физика металлов и материаловедение, 2001, т.92, вып.2, с.1-6.

7.   Chuvil’deev V.N., Smirnova E.S. Recrystallization Temperature in Metals with Small Impurity Additions. – The Physics of Metals and Metallography, vol.92, No.2, 2001, pp.117-122.

8.   Чувильдеев В.Н., Пирожникова О.Э., Петряев А.В. Процессы зернограничного возврата в мелкозернистых материалах. Часть I. Возврат диффузионных свойств границ зерен. – Физика металлов и материаловедение, 2001, т.93, вып.4, с.7-13.

9.   Chuvil’deev V.N., Pirozhnikova O.Ed., Petryaev A.V. «Grain Boundary Recovery in Fine Materials. Part I. Recovery of Diffusion Properties of Grain Boundary». - The Physics of Metals and Metallography, 2001, v.93, No.4, pp.7-13.

10. Чувильдеев В.Н., Петряев А.В. Процессы зернограничного возврата в мелкозернистых материалах. Часть II. Возврат предела текучести при отжиге после деформации. – Физика металлов и материаловедение, 2001, т.93, вып.4, с.14-19.

11. Chuvil’deev V.N., Petryaev A.V. «Grain Boundary Recovery in Fine Materials. Part II. Recovery of Yield Strength at an Annealing after Deformation». - The Physics of Metals and Metallography, 2001, v.93, No.4, pp.14-19.

12.  Сысоев А.Н. Упругие свойства микрокристаллических металлов. Вестник ННГУ. Серия «Физика твердого тела». Вып.1(3), 2001, с.255-262.

13.  Нохрин А.В., Макаров И.М., Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Процессы аномального роста зерен в нано- и микрокристаллических металлах. В сборнике трудов «Структура и свойства твердых тел». Н.Новгород, изд-во ННГУ, 2001г., с.87-91.

14.  Нохрин А.В., Макаров И.М., Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Экспериментальное изучение термостабильности структуры и свойств дисперснотвердеющих нано- и микрокристаллических ГЦК-сплавов. В сборнике трудов «Структура и свойства твердых тел». Н.Новгород, изд-во ННГУ, 2001г., с.82.

15.  Нохрин А.В., Копылов В.И., Чувильдеев В.Н. Исследование термостабильности механических свойств и зеренной. структуры нано - и микрокристаллических ГЦК сплавов на основе меди и алюминия. Межвузовский сборник научных трудов 2001 года «Материаловедение и высокотемпературные технологии» (выпуск 3). Н.Новгород: изд-во НГТУ, 2001., с.141-149.

16.  Макаров И.М. Экспериментальное исследование разориентировок на границах в субмикрокристаллической меди, полученной РКУ-прессованием. Межвузовский сборник научных трудов 2001 года «Материаловедение и высокотемпературные технологии» (выпуск 3). Н.Новгород: изд-во НГТУ, 2001., с.149-155.

17.  Копылов В.И., Чувильдеев В.Н. Нанокристаллические материалы, полученные методом РКУ прессования. Межвузовский сборник научных трудов 2001 года «Материаловедение и высокотемпературные технологии» (выпуск 3). Н.Новгород: изд-во НГТУ, 2001., с.155-158.

18. Макаров И.М., Нохрин А.В., Копылов В.И. Особенности структурных исследований нано- и микрокристаллических металлов, приготовленных с использованием метода интенсивной пластической деформации. Межвузовский сборник научных трудов 2001 года «Материаловедение и высокотемпературные технологии» (выпуск 3). Н.Новгород: изд-во НГТУ, 2001., с.158-167.

19. Чувильдеев В.Н., Копылов В.И., Нохрин А.В., Макаров И.М., Смирнова Е.С. Термическая стабильность нано- и микрокристаллических Al- и Cu-сплавов, приготовленных методами РКУ-прессования // В сборнике работ XXXVII семинара «Актуальные проблемы прочности» по теме «Сплавы с эффектом памяти формы и другие перспективные материалы», Санкт-Петербург, 2001г., с.238-245.

20. Макаров И.М., Нохрин А.В., Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Рекристаллизация в нано- и микрокристаллических металлах, полученных методами интенсивного пластического деформирования. Вестник ННГУ им.Н.И.Лобачевского, Серия «Физика твердого тела», вып.1(4), Н.Новгород, изд-во ННГУ, 2001., с.136-151.

Тезисы докладов конференций:

·     International Congress on Advanced Materials, their Processes and Applications. Munich, Germany, 2000.

1.   Chuvil'deev V.N. Theory of non-equilibrium grain boundaries and its application for nano- and microcrystalline materials.

2.   Gryaznov M.Yu., Chuvil'deev V.N., Sysoev A.N. Internal friction in nanocrystalline metals. Experiment and theory.

3.   Kopylov V.I., Chuvil’deev V.N. Grain refinement limit during ECAP-deformation.

·     International Conference on Superplasticity in Advanced Materials (ICSAM-2000), Orlando, Florida, USA, 2000.

1.   Chuvil'deev V.N. Theory of non-equilibrium grain boundary diffusion and its application to structural superplasticity.

2.   Gryaznov M.Yu., Chuvil'deev V.N., Sysoev A.N. Grain boundary internal friction in nanocrystalline metals.

·     Международный семинар «Наноструктурные материалы–2000: Беларусь - Россия», Минск, Беларусь, НАНБ, 2000,

1.      Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Структура и свойства массивных нано- и микрокристаллических материалов, полученных равноканальным угловых прессованием.

·     Международная научно-техническая конференция «Испытания материалов и конструкций», Н.Новгород, 2000г.

1.   Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Исследование зернограничного внутреннего трения в микрокристаллических меди, никеле и хромовой бронзе.

2.   Копылов В.И., Нохрин А.В., Чувильдеев В.Н. Механические свойства и термическая стабильность нано- и микрокристаллических сплавов системы Cu-Cr.

3.   Нохрин А.В., Копылов В.И., Чувильдеев В.Н. Особенности процессов микропластической деформации в нано- и микрокристаллических металлах и их сплавах.

4.   Петряев А.В., Чувильдеев В.Н., Пирожникова О.Э. Моделирование зернограничного возврата

9.   Смирнова Е.С., Макаров И.М., Чувильдеев В.Н. Температура рекристаллизации в металлах, содержащих небольшие добавки примеси.

·        XIX научные чтения имени академика Н.В.Белова, Нижний Новгород, 2000.

1.   Макаров И.М., Копылов В.И., Чувильдеев В.Н. Исследование текстуры микрокристаллической меди, полученной интенсивной пластической деформацией.

2.   Нохрин А.В., Копылов В.И., Чувильдеев В.Н. Механические свойства и термостабильность структуры микрокристаллической меди и сплавов на ее основе.

3.   Петряев А.В., Чувильдеев В.Н., Пирожникова О.Э. Возврат диффузионных и механических свойств мелкозернистых металлов при отжиге после деформации.

4.   Сысоев А.Н., Грязнов М.Ю. Экспериментальные исследования температурной зависимости модуля сдвига микрокристаллической меди и бронзы.

5.    Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Внутреннее трение в микрокристаллической меди и хромовой бронзе.

·        Международная научная конференция «Современное состояние теории и практики сверхпластичности материалов», Уфа, 2000г.

1.   Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Зернограничное внутренне трение в микрокристаллических металлах. Эксперимент и теория.

2.   Петряев А.В., Чувильдеев В.Н., Пирожникова О.Э. Модель возврата в границах зерен с ультрамелким зерном.

3.   Сысоев А.Н. Экспериментальные исследования температурной зависимости модуля сдвига микрокристаллической меди и бронзы.

4.   Смирнова Е.С., Макаров И.М., Чувильдеев В.Н. Температура рекристаллизации в металлах, содержащих небольшие добавки примеси.

5.   Kopylov V.I., Chuvil’deev V.N. Grain refinement limit during ECAP-deformation.

·        XXXVII международный семинар «Актуальные проблемы прочности», Украина, Киев, 2001.

1.   Нохрин А.В., Копылов В.И., Чувильдеев В.Н., Макаров И.М., Смирнова Е.С. Возврат и рекристаллизация в микрокристаллических металлах и сплавах, приготовленных методами интенсивного пластического деформирования.

2.   Грязнов М.Ю., Чувильдеев В.Н., Копылов В.И., Сысоев А.Н. Экспериментальные и теоретические исследования внутреннего трения в микрокристаллических металлах, полученных по технологии равноканального углового прессования.

·       VI-ое Всероссийское совещание-семинар «Инженерно-физические проблемы новой техники» (Москва, МГТУ им.Баумана, 2001г.)

1.   Чувильдеев В.Н., Макаров И.М., Нохрин А.В., Смирнова Е.С., Копылов В.И. Процессы рекристаллизации в нано- и микрокристаллических металлах, полученных методами интенсивного пластического деформирования.

2.   Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Предел диспергирования при РКУ-деформации.

3.   Чувильдеев В.Н., Пирожникова О.Э. Возврат диффузионных свойств мелкозернистных материалов при отжиге после деформации.

4.   Чувильдеев В.Н., Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н. Исследование микрокристаллических металлов методом внутреннего трения.

·        VI-ая Всероссийская конференция «Структура и свойства аустенитных сталей» (Екатеринбург, 2001г.)

1.   Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Макаров И.М., Смирнова Е.С., Копылов В.И. Термическая стабильность структуры и свойств нано- и микрокристаллических металлов и сплавов, полученных методом РКУ-прессования.

·        VI семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий» (МНТ-VI) (г.Обнинск, 2001г.).

1.      Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Макаров И.М., Копылов В.И. Термическая стабильность структуры и свойств нано- и микрокристаллических металлов и сплавов, полученных методами интенсивного пластического деформирования.

·      International Congress on Advanced Materials, their Process and Applications «Materials Week-2001», 2001.

1.      Pirozhnikova O.Ed., Chuvil’deev V.N. Recovery Process in Microcrystalline Metals.

2.      Chuvil’deev V.N. Non-Equilibrium Grain Boundaries. Theory and Applications.

3.      V.Yu.Belov, M.Yu.Gryaznov, V.N.Chuvil’deev, V.I.Kopylov, A.N.Sysoev. Nano- and microcrystalline metals produced by ECAP-technology. Investigations of internal friction.

·     Международная научно-техническая конференция «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов-2001», Москва, 2001.

1.      Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Макаров И.М., Копылов В.И. Возврат и рекристаллизация в микрокристаллических металлах, полученных методом РКУ-прессования.

·     Вторая научно-техническая конференция «Проблемы машиноведения», Нижний Новогород, 2001.

1.   Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Внутреннее трение в микрокристаллических металлах и сплавах, полученных по технологии равноканального углового прессования.

2.   Грязнов М.Ю., Чувильдеев В.Н. Зернограничное внутреннее трение в металлах.

3.   Макаров И.М. Экспериментальное исследование текстуры в микрокристаллической меди, полученной с помощью интенсивной пластической деформации.

4.   Петряев А.В., Чувильдеев В.Н. Возврат механических свойств мелкозернистых материалов при отжиге после деформации.

5.   Пирожникова О.Э., Чувильдеев В.Н. Модель возврата в границах зерен металлов с ультрамелким зерном.

6.   Смирнова Е.С., Чувильдеев В.Н. Влияние малых добавок примесей на диффузионные свойства границ зерен и температуру рекристаллизации в металлах.

7.   Смирнова Е.С., Чувильдеев В.Н. Модель распада твердого раствора в поликристаллических металлических материалах.

8.   Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Возврат упругих модулей при отжиге микрокристаллических металлов, полученных методом РКУ-прессования.

9.   Чувильдеев В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения.