ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 298 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Закономерности структурообразования и эволюция механических свойств медных сплавов в условиях однопроходной фрикционной перемешивающей обработки с регулируемым теплоотводом Андрей Черемнов a, *, Андрей Чумаевский b, Евгений Княжев c, Сергей Тарасов d, Евгений Колубаев e Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, пр. Академический 2/4, г. Томск, 634055, Россия a https://orcid.org/0000-0003-2225-8232, amc@ispms.ru; b https://orcid.org/0000-0002-1983-4385, tch7av@gmail.com; c https://orcid.org/0000-0002-1984-9720, clothoid@ispms.tsc.ru; d https://orcid.org/0000-0003-0702-7639, tsy@ispms.ru; e https://orcid.org/0000-0001-7288-3656, eak@ispms.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 2 с. 298–317 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-298-317 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Сплавы на основе меди занимают особое место среди конструкционных металлических материалов благодаря сочетанию высокой коррозионной стойкости в агрессивных средах, хорошей пластичности, теплопроводности и отличных трибологических характеристик в условиях гидродинамического режима смазки [1–3]. УкаИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.14:620.186:620.178.1:669.3 История статьи: Поступила: 26 февраля 2026 Рецензирование: 21 марта 2026 Принята к печати: 23 марта 2026 Доступно онлайн: 15 июня 20267 Ключевые слова: Фрикционная перемешивающая обработка Медные сплавы Бронза Латунь Динамическая рекристаллизация Активное охлаждение Зернограничное упрочнение Финансирование Результаты получены при выполнении государственного задания FWRW 2026 0001. АННОТАЦИЯ Введение. Фрикционная перемешивающая обработка (ФПО) признается перспективным методом модификации поверхностных слоев конструкционных сплавов на основе меди, однако высокая теплопроводность данной группы материалов существенно затрудняет управление термическим циклом и, как следствие, контроль микроструктуры. Настоящая работа посвящена систематическому изучению влияния регулируемого теплоотвода – воздушного и водяного – в ходе однопроходной ФПО на структурно-фазовое состояние и комплекс механических характеристик ряда промышленных медных сплавов. Цель исследования состоит в выявлении взаимосвязи между интенсивностью принудительного охлаждения, теплофизическими свойствами сплавов и результирующей морфологией зерен в зоне перемешивания, определяющей уровень эксплуатационных свойств обработанного материала. Методы. В качестве объектов исследования выбраны сплавы БрАМц9-2, БрОФ6,5-0,15, БрКМц3-1 и Л63. ФПО осуществляли в один проход на специализированной экспериментальной установке ИФПМ СО РАН с применением инструмента из жаропрочного никелевого сплава ЖС6У. Активный теплоотвод реализовывали посредством погружения заготовки в проточную воду, циркуляции хладагента через корпус инструмента и направленной подачи струи в зону контакта; альтернативным вариантом служило обдувание сжатым воздухом. Макро- и микроструктуру исследовали методами оптической металлографии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и энергодисперсионной спектроскопии. Механические характеристики определяли путем измерения микротвердости по Виккерсу и одноосного статического растяжения. Результаты и обсуждение. Установлено, что во всех изученных сплавах ФПО приводит к формированию рекристаллизованной мелкозернистой структуры с преимущественно равноосной формой зерен. Наилучшая стабильность технологического процесса и наиболее выраженное упрочнение достигнуты на алюминиевой бронзе БрАМц9-2: микротвердость, предел прочности и предел текучести возросли на 9, 16 и 5 % соответственно по сравнению с исходным состоянием. Выявлено, что повышенная теплопроводность сплавов обусловливает необходимость увеличения осевого усилия инструмента, что расширяет зону воздействия плеч и формирует широкую область перемешивания. Обнаружена выраженная неоднородность размера зерен по толщине зоны перемешивания: в сплавах с пониженной теплопроводностью при водяном охлаждении размер зерен у корня обработанной зоны превышал аналогичный параметр у лицевой поверхности до 16 раз, что объясняется различиями в скорости затухания рекристаллизационных процессов. Высокая теплопроводность способствует формированию более гомогенной зеренной структуры, особенно в отсутствие принудительного водяного охлаждения. Для цитирования: Закономерности структурообразования и эволюция механических свойств медных сплавов в условиях однопроходной фрикционной перемешивающей обработки с регулируемым теплоотводом / А.М. Черемнов, А.В. Чумаевский, Е.О. Княжев, С.Ю. Тарасов, Е.А. Колубаев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 2. – С. 298–317. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-298-317. ______ *Адрес для переписки Черемнов Андрей Максимович, м.н.с. Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, пр. Академический 2/4, 634055, г. Томск, Россия Тел.: +7 913 333-72-07, e-mail: amc@ispms.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1