ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 250 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ИПД, включающего abc-прессование с последующей прокаткой, формирует структуру с минимальным размером зерна, что повышает величину зернограничного упрочнения до 202 МПа. Отжиг УМЗ-сплава при 200 °С не оказывает влияния на величину σзер по сравнению с УМЗсостоянием без отжига при сохранении среднего размера зерна, равного 1 мкм. Отжиги при 250 и 300 °С способствуют росту зерна до 1,5 и 7 мкм соответственно, а тем самым и уменьшению зернограничного упрочнения сплава до 165 и 76 МПа. Отжиг при 500 °С КК-сплава (исходного) приводит к формированию крупнозернистой структуры, при этом вклад зернограничного упрочнения снижается до 32 МПа. Для сплава в КК-состоянии вклад дислокационного механизма в упрочнение составил 16 МПа. В МК-состоянии плотность дислокаций увеличивается и вклад дислокационного упрочнения достигает 35 МПа. УМЗ-состояние характеризуется высокой плотностью дислокаций и максимальным вкладом дислокационного упрочнения – 69 МПа. Отжиг при 200 °С вызывает релаксацию микроструктуры, значительное снижение плотности дислокаций и, как следствие, уменьшение σдис до 47 МПа. Последующие отжиги при 250 и 300 °С приводят к снижению σдис до 38 и 31 МПа, что можно связать с активизацией процессов возврата и уменьшением скалярной плотности дислокаций в образцах магниевого сплава. Эти результаты согласуются с данными ПЭМ, где наблюдается снижение скалярной плотности дислокаций, сопровождающееся уменьшением вклада дислокационного упрочнения. Одновременно при отжигах увеличивается средний размер зерна, что снижает прочность за счет уменьшения как дислокационного, так и зернограничного упрочнений. При рекристаллизационном отжиге КК-сплава c 500 °С плотность дислокаций минимальна, а расчетный вклад дислокационного упрочнения снижается до 14 МПа. Рассчитанные значения σобщ хорошо согласуются с экспериментальными данными для σ0,2, полученными при механических испытаниях на растяжение. Таким образом, наибольшее влияние на повышение прочности магниевого сплава при комбинированной ИПД оказывает зернограничный механизм упрочнения, вклад от которого вследствие измельчения зерна до 1 мкм составляет σзер = 202 МПа, а также дислокационный механизм с вкладом σдис = 69 МПа. Приведенные расчетные данные являются оценочными, но позволяют выявить наиболее значимые вклады в общее упрочнение, а тем самым и основные механизмы упрочнения магниевого сплава. Зависимости плотности дислокаций и рассчитанных вкладов в упрочнение от среднего размера зерна для сплава МА20 представлены на рис. 11. Рис. 11. Зависимости вкладов в упрочнение σдис, σзер, σобщ и плотности дислокаций от среднего размера зерна (номера образцов представлены в табл. 1) Fig. 11. Dependences of the contributions σdis, σgrain, σtotal and dislocation density on the grain size (sample numbers are presented in Table 1) На представленных зависимостях можно выделить диапазон с размерами зерен от 1 до 7 мкм, где с уменьшением размера зерна наблюдается уменьшение значений σдис, σзер, σобщ и ρ . Указанный диапазон размеров зёрен соответствует следующим состояниям сплава: УМЗ, УМЗ (отжиги при 200, 250, 300 °С) и МК. На рис. 12 представлены графики изменения интенсивности вкладов в напряжение течения: dσдис/dd, dσзер/dd, dσобщ/dd, dρ/dd. На указанных зависимостях можно выделить два участка с разной интенсивностью изменения σдис, σзер, σобщ и ρ . На участке I (1…7 мкм) происходит резкое изменение вкладов и плотности дислокаций для УМЗ- и МК-состояний сплава. Участок II можно охарактеризовать малым изменением величин dσдис/dd, dσзер/dd, dσобщ/dd, dρ/dd, что соответствует КК-состоянию.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1