Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 2 2020 133 MATERIAL SCIENCE предварительную горячую деформационную обработку , например прокатку , прямое или об - ратное выдавливание . Так , Xu W. и его соавторы в своей работе [21] получили параметры опти - мальной области деформации алюмоматрично - го композитного материала Al6061 /20SiC, из - готовленного по технологии squeeze-cast. При 485 ° С и скорости деформации 0,16 с –1 прове - дена термодеформационная обработка , вклю - чающая в себя одноосную осадку и кантовку , после которой было отмечено улучшение ми - кроструктуры и механических свойства компо - зитов . В процессе такой обработки происходило затекание расплава в микропоры между части - цами наполнителя SiC и снижение пористости . В работе Курбаткиной Е . И . с соавторами [25] показано , что уже после выдавливания матери - ал имеет мелкозеренную структуру , а частицы карбида кремния наблюдаются как на границах зерен , так и в объеме . Далее для материала с та - кой структурой , как правило , возможно создание определенных термомеханических условий для деформации с относительным удлинением более 100 %, а также в некоторых случаях добиться со - стояния сверхпластичности , в котором матери - ал обладает экстремально высокой пластично - стью и низким сопротивление деформации [26]. В табл . 2 сведены данные экспериментальных исследований из литературы . Важно отметить , что в таблице приведены значения температур ( T ), диапазон скоростей деформаций ( ξ ) и сопро - тивление деформации ( σ ), которые приводились в каждой из работ при определении состояния сверхпластичности . Параметры ( температура и скорость деформаций ), при которых проявлялся эффект сверхпластической деформации алюмо - матричных композитных материалов до величи - ны максимального удлинения ( δ ), приведены на рис . 1. Из табл . 1 видно , что из всех рассматриваемых в данной статье источников 73 % посвящены ис - следованию сверхпластичности алюмоматрич - ных композитов , полученных методом порошко - вой металлургии . При поиске температуры для проявления сверхпластичности в исследованиях рассматривались от 1 до 8 значений температур . В 23,3 % рассматривались четыре температуры , в 20 % – одна температура , в 16,6 % – по три или пять температур , в 13,3 % – семь температур , остальное – это по восемь или четыре темпера - туры . Причем в подавляющем большинстве 83,3 % материалов подвергались воздействию темпера - тур из диапазона от 500 до 550 ° С . Чуть меньше (63,3 и 46,6 %) подвергались воздействию тем - ператур из диапазона свыше 550 ° С и от 450 до 500 ° С соответственно . Стоит учитывать , что при этом средний диапазон значений скоростей деформаций составлял от 5·10 -4 до 5·10 -1 с -1 . На рис . 1, построенном на основе анализа литературных источников , показано , что дис - кретно - армированные алюмоматричные компо - зиты проявляют признаки сверхпластической де - формации в интервале температур 500…600 ° С , скоростях деформации более 10 –2 с –1 . В испы - таниях на одноосное растяжение достигнуты максимальные удлинения в диапазоне от 200 до 450 %. Самое высокое значение удлинения об - разцов 685 % получено в работе Wei Z. с соавто - рами [33] при скорости 5·10 –4 с –1 для материала Al2024 /10SiCp, изготовленного по технологии литья с замешиванием частиц (stir cast) и подвер - гнутого предварительной термомеханической обработке в виде горячей ковки и выдавливания . Причем для композитов на основе сплавов алю - миния 2000 серии характерно проявление сверх - пластичности в диапазоне 500…550 ° С , а для композитов на основе сплавов алюминия 6000 и 8000 серии – в диапазоне 550…600 ° С . В работах [30, 32] описан механизм много - ступенчатой термодеформационной обработ - ки , при котором поэтапно достигается высокая степень деформации . Авторы , применив термо - циклирование за 150 циклов ( нагрев от 100 до 450 ° С за 200 с и принудительное охлаждение конвекцией за то же время ) под давлением 6 МПа , достигли значения относительного удлинения 325 %, при этом средняя скорость деформации составила 2,5·10 –6 с –1 . В работах [26–28] высказано предположение , что для достижения сверхпластической дефор - мации температура процесса должна быть равна или несколько превышать температуру начала расплавления материала матрицы . При этом на границах зерен матрицы и границах матрицы с упрочняющими частицами выделяется жидкая фаза , скорее всего , в результате эвтектического превращения в системе Al-SiC, представляющая собой своеобразную вязкую « смазку ». Наличие небольшого количества жидкой фазы в образце приводит к снижению концентраций локальных