ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 172 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ росту предела текучести, тогда как применение прокатки вызвало еще более значительное повышение – на 725 МПа. Последующая термическая обработка в виде отжига продемонстрировала положительное влияние и на этот параметр для всех типов рассматриваемых образцов после ИПД. В образцах, предварительно обработанных многосторонней ковкой, отжиг способствовал дополнительному увеличению условного предела текучести на 16 МПа. В случае же образцов, подвергнутых прокатке, аналогичный отжиг привел к большему дополнительному приросту предела текучести, составившему 26 МПа. Применение многосторонней ковки и прокатки привело к снижению относительного удлинения образцов бронзы в 2,6 и 4,5 раза соответственно по сравнению с напечатанным образцом (рис. 3, б). Отжиг при 400 °С привел к небольшому повышению относительного удлинения – на 1,1 % для образца после многосторонней ковки и на 1,8 % для образца после прокатки. На основе данных, полученных в результате экспериментов, установлено, что ИПД оказывает значительное влияние на прочность и пластичность образцов напечатанной бронзы системы Cu-Al-Si-Mn. Увеличение прочности и снижение пластичности является закономерным для сплава с ГЦК-решеткой за счет механизма деформационного упрочнения и измельчения структуры. Отжиг мало влияет на прочность образцов после ИПД, в то время как их пластичность повышается на ~5–13,6 % по сравнению с деформированным состоянием. Это обусловлено влиянием на структуру и фазовый состав образцов. С одной стороны, отжиг привел к некоторой рекристаллизации структуры и уменьшению количества дефектов кристаллической решетки. С другой стороны, размеры структурных элементов сохранились на субмикронном уровне. В результате достигнуто повышение пластичности и сохранение прочности материала. Небольшое увеличение прочности после отжига связано с кооперативным вкладом от зернограничного и дислокационного механизмов упрочнения ГЦК-сплава и ранее отмечалось для сплавов с ультрамелкозернистой структурой [25–29]. Кроме того, вклад в твердорастворное упрочнение дает деформационное растворение частиц вторичных фаз [30], а также возможное выделение дисперсных фаз из раствора в результате старения. ИПД путем многосторонней ковки и последующей прокатки привела к повышению микротвердости бронзы на 46 и 80 % соответственно по сравнению с напечатанными образцами (рис. 4). Отжиг при 400 °С образца после многосторонней ковки привел к увеличению микротвердости с 2,05 до 2,37 ГПа. Исходя из данных о структуре материала и фазовом составе, можно предположить, что увеличение твердости вызвано растворением первичной β-фазы и выпадением вторичных когерентных фаз в объеме зерен. Отжиг при 400 °С образца после прокатки привел к снижению микротвердости с 2,52 до 2,25 ГПа. Отжиг не привел к изменению фазового состава образца после прокатки, следовательно, изменение микротвердости обусловлено только изменениями в материале на уровне структуры. В процессе трибологических испытаний регистрировалось изменение коэффициента трения (КТ) во времени (рис. 5, а), на основе которого рассчитано среднее значение (рис. 5, б). При трении напечатанного образца бронзы (образец 1) коэффициент трения на протяжении всего испытания имеет достаточно стабильную величину – 0,245, амплитуда флуктуаций не превышает 0,02. Многосторонняя ковка наряду с изменеРис. 4. Микротвердость образцов бронзы Cu-Al-Si-Mn Fig. 4. Microhardness of Cu-Al-Si-Mn bronze samples
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1