ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 236 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ своего абсолютного максимума σ0,2 = 1095 МПа. После отжига при 500 °С в течение 10 минут (образец 7) бронза существенно разупрочняется и ее пластичность частично восстанавливается. Таким образом, изменение механических свойств сплава Cu-9Al-2Mn обусловлено структурно-фазовой эволюцией, изменением размера зерна и плотности дефектов. Первоначальный отжиг горячекатаных прутков обеспечивает высокую пластичность, а закалка на мартенсит повышает прочность за счет внутренних напряжений, но снижает пластичность. Дисперсионное твердение после старения обеспечивает баланс прочности и пластичности. Интенсивная пластическая деформация формирует ультрамелкозернистую структуру, что по механизму зернограничного упрочнения Холла – Петча объясняет упрочнение и потерю пластичности. В результате полигонизации и деформационного старения, протекающих при отжиге 400 °C, дислокации образуют плотные стенки, а ультрадисперсные выделения закрепляют их, обусловливая аномальный рост предела текучести. Рекристаллизация после отжига при 500 °C снижает прочность, но восстанавливает пластичность до 18 %. Для оценки сопротивления механическому воздействию образцов сплава Cu-9Al-2Mn после различных режимов обработки было выполнено скретч-тестирование (царапание) поверхности. Анализ царапин для образцов 1–3 показал низкое сопротивление поверхностному деформированию, однако характер разрушения в них принципиально отличается (рис. 5). Морфология царапины для образца 1 после отжига при 700 °С (рис. 5, а) свидетельствует о реализации механизма вязкого пластического вытеснения металла на периферию царапины, когда по краям царапины и перед движущимся поступательно индентором наблюдаются массивные наплывы вытесненного металла. Высокий запас пластичности обеспечивает деформирование без образования трещин или сколов, что закономерно приводит к значительной глубине проникновения индентора вплоть до h = = 13,3 мкм (рис. 6, б). После закалки с температуры 900 °С (образец 2) на поверхности царапины видны трещины (рис. 5, б), а по ее краям – отдельные сильно деформированные зерна со следами скольжения и промежутки между ними, свободные от деформации. Исходя из особенностей структуры можно считать, что деформированы зерна α-фазы, тогда как в промежутках располагается более хрупкая и твердая мартенситная фаза. Несмотря на смешанную структуру α + β΄1 + γ2 с повышенной прочностью и твердостью максимальная глубина царапины увеличилась до 14 мкм. Это может быть связано с неспособностью к деформационному упрочнению и низкой пластичностью. В результате материал разрушается под действием индентора, что подтверждается поверхностными трещинами. После старения (образец 3, рис. 5, в) максимальная глубина царапины остается на том же уровне (14,1 мкм). Поверхность царапины не содержит заметных трещин, что согласуется с восстановленной пластичностью бронзы и уменьшением доли хрупкой мартенситной фазы. После ИПД размер царапин резко уменьшается, а деформация на их краях становится более локализованной. После многоосевой ковки (образец 4) на поверхности царапин наблюдаются локальные участки с налипшим материалом (рис. 5, г). Этот материал отделился от фронта царапины ввиду его низкой пластичности и вдавился в поверхность бронзы индентором. По краям царапины материал почти не деформировался, что согласуется с низкой пластичностью материала. Наибольшая глубина царапины составила 7,4 мкм. После прокатки (образец 5) картина существенно не изменилась (рис. 5, д). Глубина царапины уменьшилась до 6,9 мкм. В остальном из-за низкой пластичности и высокой микротвердости сохраняется налипание материала на поверхность царапины, отделение стружек на краях царапины и сильная локализация деформации вблизи краев и перед фронтом индентора. Это указывает на смену механизма с пластического оттеснения на микрорезание с минимальной пластической деформацией. Отжиг при 400 °С в течение 30 минут после прокатки (образец 6) не оказывает существенного влияния на морфологию поверхности и краев царапины (рис. 5, е), а также на механизм повреждения материала. Тоже видна микростружка, налипание материала на поверхность и сильная локализация деформации по краям царапины. Максимальная глубина царапины – 6,3 мкм. Увеличение температуры отжига до 500 °С (образец 7) привело к значительным изменениям морфологии царапины (рис. 5, ж).
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1