ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫ
Print ISSN: 1994-6309    Online ISSN: 2541-819X
English | Русский

Последний выпуск
Том 22, № 2 Апрель - Июнь 2020

Обзор экспериментальных исследований деформационного поведения алюмоматричных композиционных материалов, дискретно упрочненных карбидом кремния, в состоянии высокотемпературной сверхпластичности и при ползучести

Том 22, № 2 Апрель - Июнь 2020
Авторы:

Крючков Денис Игоревич,
Нестеренко Антон Владимирович
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2020-22.2-130-157
Аннотация

Введение. Современные тенденции развития композиционных материалов на основе сплавов алюминия, дискретно упрочнённых SiC, нацелены на конструкционное применение, в том числе при высоких температурах. Изготовление деталей с использованием процессов ОМД позволяет минимизировать финишную обработку заготовок, при которой происходит быстрый износ режущего инструмента. Однако необходимо повышать пластичность алюмоматричных композитных материалов предварительной деформационно-термической обработкой. После такой обработки при определенных термомеханических условиях композиты могут проявлять признаки сверхпластичности. Важно также иметь возможность прогнозирования, как внешние воздействия (высокая температура и давление) будут влиять на деформационное поведение композитов в процессе эксплуатации. Поэтому неотъемлемой частью оценки деформационных свойств композитных материалов, предназначенных для продолжительной службы, является проведение испытаний на ползучесть. В то же время совместное рассмотрение результатов испытаний на одноосное растяжение в условиях ползучести и сверхпластичности расширяет картину деформационного поведения композитных материалов в широком диапазоне вариантов температурно-скоростного воздействия. Цель работы: проведение сравнительного анализа результатов опубликованных исследований о деформационном поведении алюмоматричных композитных материалов, дискретно армированных карбидом кремния при проявлении состояния сверхпластичности и в условиях высокотемпературной ползучести. В работе приводятся результаты опубликованных исследований композитных материалов с матрицами на основе следующих марок алюминиевых сплавов: Al2009, Al2014, Al2024, Al2124, Al6013, Al6061, Al6063, Al6090, Al8009, Al8090, IN9021. Рассматривается деформирование алюмоматричных композиционных материалов в состоянии сверхпластичности и в условиях высокотемпературной ползучести. Результаты и обсуждение. Литературный обзор показывает, что сверхпластическая деформация в основном проявляется при скоростях деформации более 10-2 с-1. При этом величина максимального удлинения достигает пределов от 200 до 450 %. Самое высокое значение удлинения образцов 685 % получено при скорости 5×10 с–1 для материала Al2024 /10SiCp. В ряде работ установлено, что для достижения сверхпластической деформации температура процесса должна быть равна или несколько превышать температуру частичного расплавления матрицы на границах зерен матрицы и границах матрицы с упрочняющими частицами. Наиболее хорошо изучены композитные материалы с матрицами на основе следующих систем легирования: Al-Mg-Cu (Al2124), Al-Mg-Si (Al6061), Al-Fe-V-Si (Al8009). Среди факторов, наиболее существенно влияющих на деформационное поведение алюмоматричных композитов при ползучести, можно отметить: технологию первичного получения композитного материала, предварительную деформационно-термическую обработку, химический состав матричного сплава, а также тип и размер упрочняющей фазы. Отмечены исследования по изучению влияния температурных колебаний на деформационное поведение в процессе эксплуатации в нестационарных условиях ползучести при изменении давления. Собранные данные показывают, что при определенных условиях термоциклирования и низких приложенных давлениях композиционные материалы проявляют склонность к большим степеням деформации, что может быть перспективно для разработки технологии изготовления заготовок и изделий.


Ключевые слова: алюмоматричные композитные материалы, деформирование, высокотемпературная ползучесть, сверхпластическая деформация

Список литературы

1. Металломатричные композиционные материалы на основе Al-SiC / Е.Н. Каблов, Б.В. Щетанов, Д.В. Гращенков, А.А. Шавнев, А.Н. Няфкин // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 373–380.



2. Получение и анализ структуры дисперсноупрочненных композиционных материалов системы Al-SiC с различным содержанием армирующей фазы / В.В. Березовский, А.А. Шавнев, С.Б. Ломов, Ю.А. Курганова // Авиационные материалы и технологии. – 2014. – № S6. – С. 17–23. – DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s6-17-23.



3. Шавнев А.А., Березовский В.В., Курганова Ю.А. Особенности применения конструкционного металлического композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного частицами SiC. Ч. 1 (обзор) // Новости материаловедения. Наука и техника. – 2015. – № 3 (15). – С. 3–10.



4. Шавнев А.А., Березовский В.В., Курганова Ю.А. Особенности применения конструкционного металлического композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного частицами SiC. Ч. 2 (обзор) // Новости материаловедения. Наука и техника. – 2015. – № 3 (15) . – С. 11–17.



5. Pugacheva N.B., Michurov N.S., Bykova T.M. The structure and properties of the 30al-70sic metal matrix composite material // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2015. – Iss. 6. – P. 6–18. – DOI: 10.17804/2410-9908.2015.6.006-018.



6. Гришина О.И., Шавнев А.А., Серпова В.М. Особенности влияния структурных параметров на механические характеристики металлического композиционного материала на основе алюминиевых сплавов, упрочненных частицами карбида кремния (обзор) // Авиационные материалы и технологии. – 2014. – № S6. – С. 24–27. – DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s6-24-27.



7. Механические свойства алюмоматричных композиционных материалов, упрочненных частицами SiC, в зависимости от матричного сплава (обзор) / Е.А. Стоякина, Е.И. Курбаткина, В.Н. Симонов, Д.В. Косолапов, А.В. Гололобов // ТРУДЫ ВИАМ. – 2018. – № 2 (62) . – С. 62–73. – DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-2-8-8.



8. Miracle D.B. Metal matrix composites – From science to technological significance // Composites Science and Technology. – 2005. – Vol. 65, iss. 15–16. – P. 2526–2540. DOI: 10.1016/j.compscitech.2005.05.027.



9. Kainer K.U. Basics of metal matrix composites. – 2006. – DOI: 10.1002/3527608117.ch1.



10. Structure and thermophysical properties of aluminum-matrix composites / N.B. Pugacheva, N.S. Michurov, E.I. Senaeva, T.M. Bykova // The Physics of Metals and Metallography. – 2016. – Vol. 117, no. 11. – P. 1188–1195. – DOI: 10.1134/S0031918X16110119.



11. Особенности термической обработки композиционных материалов с алюминиевой матрицей (обзор) / Е.И. Курбаткина, А.А. Шавнев, Д.В. Косолапов, А.В. Гололобов // Труды ВИАМ. – 2017. – № 11 (59). – С. 82–97. – DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-11-9-9.



12. Effect of heat treatment on the structure and phase composition of aluminum matrix composites containing silicon carbide / N.B. Pugacheva, I.Yu. Malygina, N.S. Michurov, E.I. Senaeva, N.P. Antenorova // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2017. – Iss. 6. – P. 28–36. – DOI: 10.17804/2410-9908.2017.6.028-036.



13. Vani V.V., Chak S.K. The effect of process parameters in aluminum metal matrix composites with powder metallurgy // Manufacturing Review. – 2018. – Vol. 5, N 7. – DOI: 10.1051/mfreview/2018001.



14. Коновалов А.В., Смирнов С.В. Современное состояние и направления исследований металломатричных композитов системы Al/SiC (Обзор) // Конструкции из композиционных материалов. – 2015. – № 1. – С. 30–35.



15. Rheological behavior and the formation of the microstructure of a composite based on an Al-Zn-Mg-Cu alloy with a 10% SiC content / A.S. Smirnov, G.A. Belozerov,. A.V. Konovalov, V.P. Shveikin, O.Yu. Muizemnek // AIP Conference Proceedings. – 2016. – Vol. 1785, iss. 1. – P. 040068. – DOI: 10.1063/1.4967125.



16. Диаграмма предельной пластичности металломатричного композита В95/SiC с содержанием частиц SiC 10 об.% при околосолидусной температуре / Д.И. Вичужанин, С.В. Смирнов, А.В. Нестеренко, А.С. Игумнов // Письма о материалах. – 2018. – Т. 8, № 1. – С. 88–93. – DOI: 10.22226/2410-3535-2018-1-88-93.



17. A fracture locus for a 50 volume-percent Al/SiC metal matrix composite at high temperature / S.V. Smirnov, D.I. Vichuzhanin, A.V. Nesterenko, N.B. Pugacheva, A.V. Konovalov // International Journal of Material Forming. – 2017. – Vol. 10, iss. 5. – P. 831–843. – DOI: 10.1007/s12289-016-1323-6.



18. Xiong Z., Geng L., Yao C.K. Investigation of high-temperature deformation behavior of a SiC whisker reinforced 6061 aluminium composite // Composites Science and Technology. – 1990. – Vol. 39, iss. 2. – P. 117–125. – DOI: 10.1016/0266-3538(90)90050-F.



19. Razaghian A., Yu D., Chandra T. Fracture behaviour of a SiC-particle-reinforced aluminium alloy at high temperature // Composites Science and Technology. – 1998. – Vol. 58, iss. 2. – P. 293–298. – DOI: 10.1016/S0266-3538(97)00130-9.



20. Mechanical and fracture behaviour of a SiC-particle-reinforced aluminum alloy at high temperature / D. Bozic, M. Vilotijevic, V. Rajkovic, Z. Gnjidic // Materials Science Forum. – 2005. – Vol. 494. – P. 487–492. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.494.4871.



21. Study on hot deformation behavior and workability of squeeze-cast 20 vol%SiCw/6061Al composites using processing map / W. Xu, X. Jin, W. Xiong, X. Zeng, D. Shan // Materials Characterization. – 2018. – Vol. 135. – P. 154–166. – DOI: 10.1016/j.matchar.2017.11.026.



22. Nieh T.G., Lesuer D.R., Syn C.K. Tensile and fatigue properties of a 25 vol% SiC particulate reinforced 6090 Al composite at 300 °C // Scripta Metallurgica et Materialia. – 1995. – Vol. 32, iss. 5. – P. 707–712. – DOI: 10.1016/0956-716X(95)91590-L.



23. Nieh T.G., Xia K., Langdon T.G. Mechanical properties of discontinuous SiC reinforced aluminum composites at elevated temperatures // Journal of Engineering Materials and Technology. – 1988. – Vol. 110, iss. 2. – P. 77–82.



24. The effect of matrix microstructure on the tensile and fatigue behavior of SiC particle-reinforced 2080 Al matrix composites / N. Chawla, U. Habel, Y.-L. Shen, C. Andres, J.W. Jones, J.E. Allison // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2000. – Vol. 31, iss. 2. – P. 531–540. – DOI: 10.1007/s11661-000-0288-7.



25. Исследование структуры и свойств металлического композиционного материала системы Al–Zn–Mg–Cu/SiC / Е.И. Курбаткина, Д.В. Косолапов, А.В. Гололобов, А.А. Шавнев // Цветные металлы. – 2019. – № 1. – C. 40–45. – DOI: 10.17580/tsm.2019.01.06.



26. Kaibychev R., Kazyhanov V., Bampton C.C. Superplastic deformation of the 2009-15% SiCw composite // Key Engineering Materials. – 1997. – Vol. 127, iss. 131. – P. 953–960. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.127-131.953.



27. Influence of temperature on segregation in 2009 Al-SiCw composite and its implication on high strain rate superplasticity / R.S. Mishra, A.K. Mukherjee, C. Echer, C.C. Bampton, T.R. Bieler // Scripta Materialia. – 1996. – Vol. 35, iss. 2. – P. 247–252. – DOI: 10.1016/1359-6462(96)00118-2.



28. Han B.Q., Chan K.C. High-strain-rate superplasticity of an AL2009-SICw composite // Journal of Materials Science Letters. – 1997. – Vol. 16, iss. 10. – P. 827–829. – DOI: 10.1023/A:1018586610298.



29. Chan K.C., Tong G.Q. Deformation and cavitation behavior of a high-strain-rate superplastic Al2009/20SiCW composite // Materials Letters. – 2000. – Vol. 44, iss. 1. – P. 39–44. – DOI: 10.1016/S0167-577X(99)00294-3.



30. Wu M.Y., Sherby O.D. Superplasticity in a silicon carbide whisker reinforced aluminum alloy // Scripta Metallurgica. – 1984. – Vol. 18, iss. 8. – P. 773–776. – DOI: 10.1016/0036-9748(84)90392-2.



31. Kim H.Y., Hong S.H. High temperature deformation behavior of 20 vol-percent SiCw 2024Al metal matrix composite // Scripta Metallurgica et Materialia. – 1994. – Vol. 30, iss. 3. – P. 297–302. – DOI: 10.1016/0956-716X(94)90378-6.



32. González-Doncel G., Sherby O.D. Tensile ductility and fracture of superplastic Aluminum-SiC composites under thermal cycling conditions // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1996. – Vol. 27, iss. 9. – P. 2837–2842.



33. Wei Z., Zhang B., Wang Y. Microstructure and superplasticity in a stir – cast SiCp/2024 aluminium composite // Scripta Metallurgica et Materiala. – 1994. – Vol. 30, iss. 11. – P. 1367–1372. – DOI: 10.1016/0956-716X(94)90229-1.



34. Bin Z.L., Jintao H., Yanwen W. Plastic working and superplasticity in aluminium-matrix composites reinforced with SiC particulates // Journal of Materials Processing Technology. – 1998. – Vol. 84, iss. 1–3. – P. 271–273. – DOI: 10.1016/S0924-0136(98)00233-7.



35. Xiao B., Ma Z., Bi J. Investigation on superplasticity in SiCp/2024 cold rolling sheet after heat treatment // Journal of Materials Science and Technology. – 2003. – Vol. 19, iss. 4. – P. 382–384.



36. Nieh T.G., Henshall C.A., Wadsworth J. Superplasticity at high strain rates in a SiC whisker reinforced Al alloy // Scripta Metallurgica. – 1984. – Vol. 18, iss. 12. – P. 1405–1408. – DOI: 10.1016/0036-9748(84)90374-0.



37. Deformation behavior of powder-metallurgy processed high-strain-rate superplastic 20%SiCp/2124 Al composite in a wide range of temperature / W.-J. Kim, J.H. Yeon, D.H. Shin, S.H. Hong // Materials Science and Engineering: A. – 1999. – Vol. 269, iss. 1–2. – P. 142–151. – DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00157-4.



38. Kim W.-J., Sherby O.D. Particle weakening in superplastic SiC/2124 Al composites at high temperature // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 8. – P. 1763–1774. – DOI: 10.1016/S1359-6454(00)00006-9.



39. Zahid G.H., Todd R.I., Prangnell P.B. Deformation and microstructural development in a 2124Al/SiCpMMC during high strain rate superplasticity // Materials Science Forum. – 1999. – Vol. 304–306. – P. 233–240. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.304–306.233.



40. Tong G.Q., Chan K.C. Deformation behavior of a PM Al6013/15SiCP composite sheet at elevated temperature // Materials Letters. – 1999. – Vol. 38, iss. 5. – P. 326–330. – DOI: 10.1016/S0167-577X(98)00183-9.



41. Ceschini L., Morri A., Orazi L. High strain rate superplasticity in aluminium matrix composites // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Pt. L: Journal of Materials: Design and Applications. – 2002. – Vol. 216, iss. 1. – P. 43–48. – DOI: 10.1177/146442070221600106.



42. Superplasticity in a SiCw-6061Al composite / H. Xiaoxu, L. Qing, C.K. Yao, Y. Mei // Journal of Materials Science Letters. – 1991. – Vol. 10, iss. 16. – P. 964–966. – DOI: 10.1007/BF00722147.



43. Chan K.C., Tong G.Q. The cavitation behavior of a high-strain-rate superplastic Al6061/20SiCw composite under uniaxial and equibiaxial tension // Scripta Materialia. – 1998. – Vol. 38, iss. 11. – P. 1705–1710. – DOI: 10.1016/S1359-6462(98)00103-1.



44. Chan K.C., Tong G.Q. Strain rate sensitivity of a high-strain-rate superplastic Al6061/20SiCW composite under uniaxial and equibiaxial tension // Materials Letters. – 2001. – Vol. 51, iss. 5. – P. 389–395. – DOI: 10.1016/S0167-577X(01)00326-3.



45. Li X.J., Tan M.J. A study of the strength of P/M 6061Al and composites during high strain rate superplastic deformation // Journal of Materials Science. – 2003. – Vol. 38, iss. 11. – P. 2505–2510. – DOI: 10.1023/A:1023973622567.



46. High strain rate superplasticity in powder metallurgy aluminium alloy 6061 + 20 vol.-%SiCp composite with relatively large particle size / W.J. Kim, Y.S. Lee, S.J. Moon, S.H. Hong // Materials Science and Technology. – 2000. – Vol. 16, iss. 6. – P. 675–680. – DOI: 10.1179/026708300101508261.



47. High-strain-rate superplastic flow in 6061 Al composite enhanced by liquid phase / W.J. Kim, S.H. Hong, H.G. Jeong, S.H. Min // Journal of Materials Research. – 2002. – Vol. 17, iss. 1. – P. 65–74. – DOI: 10.1557/JMR.2002.0012.



48. High strain rate superplasticity of a powder metallurgy SiC particulate reinforced 6061 Al composite (6061/SiC/17.5p) / T.G. Nieh, T. Imai, J. Wadsworth, S. Kojima // Scripta Metallurgica et Materialia. – 1994. – Vol. 31, iss. 12. – P. 1685–1690. – DOI: 10.1016/0956-716X(94)90464-2.



49. High temperature superplasticity and its deformation mechanism of AA6063/SiCp / S. Vijayananth, V. Jayaseelan, S.A.A. Daniel, N.M. Kumar // Case Studies in Thermal Engineering. – 2019. – Vol. 14. – P. 100479. – DOI: 10.1016/j.csite.2019.100479.



50. Grishaber R.B., Mishra R.S., Mukherjee A.K. Effect of testing environment on intergranular microsuperplasticity in an aluminum MMC // Materials Science and Engineering: A. – 1996. – Vol. 220, iss. 1–2. – P. 78–84. – DOI: 10.1016/S0921-5093(96)10462-7.



51. Chan K.C., Han B.Q. High-strain-rate superplasticity of particulate reinforced aluminium matrix composites // International Journal of Mechanical Sciences. – 1998. – Vol. 40, iss. 2–3. – P. 305–311. – DOI: 10.1016/S0020-7403(97)00056-8.



52. Higashi K., Nieh T.G., Wadsworth J. Effect of temperature on the mechanical properties of mechanically-alloyed materials at high strain rates // Acta Metallurgica et Materialia. – 1995. – Vol. 43, iss. 9. – P. 3275–3282. – DOI: 10.1016/0956-7151(95)00047-Y.



53. Tong G.Q., Chan K.C. High-strain-rate superplasticity of an Al–4.4Cu–1.5Mg/21SiCW composite sheet // Materials Science and Engineering: A. – 2000. – Vol. 286, iss. 2. – P. 218–224. – DOI: 10.1016/S0921-5093(00)00811-X.



54. Mabuchi M., Higashi K. On accommodation helper mechanism for superplasticity in metal matrix composites // Acta Materialia. – 1999. – Vol. 47, iss. 6. – P. 1915–1922. – DOI: 10.1016/S1359-6454(99)00045-2.



55. McLean M. Creep deformation of metal-matrix composites // Composites Science and Technology. – 1985. – Vol. 23, iss. 1. – P. 37–52. – DOI: 10.1016/0266-3538(85)90010-7.



56. A study of the hot-working behavior of SiC−Al alloy composites and their matrix alloys by hot torsion testing / J.R. Pickens, T.J. Langan, R.O. England, M. Liebson // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1987. – Vol. 18, iss. 2. – P. 303–312. – DOI: 10.1007/BF02825711.



57. Razaghian A., Yu D., Chandra T. Fracture behaviour of a SiC-particle-reinforced aluminium alloy at high temperature // Composites Science and Technology. – 1998. – Vol. 58, iss. 2. – P. 293–298. – DOI: 10.1016/S0266-3538(97)00130-9.



58. Reinforcement and hot workability of aluminium alloy 7075 particulate composites: a review / Q.M. Azpen, B.T.H.T. Baharudin, S. Shamsuddin, F. Mustapha // Journal of Engineering Science and Technology. – 2018. – Vol. 13, iss. 4. – P. 1034–1057.



59. Pal S., Ray K.K., Mitra R. Room temperature mechanical properties and tensile creep behavior of powder metallurgy processed and hot rolled Al and Al–SiCp composites // Materials Science and Engineering A. – 2010. – Vol. 527, iss. 26. – P. 6831–6837 – DOI: 10.1016/j.msea.2010.07.075.



60. Bhattacharyya J.J., Mitra R. Effect of hot rolling temperature and thermal cycling on creep and damage behavior of powder metallurgy processed Al-SiC particulate composite // Materials Science and Engineering A. – 2012. – Vol. 557. – P. 92–105. – DOI: 10.1016/j.msea.2012.06.073.



61. Pandey A.B., Mishra R.S., Mahajan Y.R. Steady state creep behaviour of silicon carbide particulate reinforced aluminium composites // Acta Metallurgica et Materialia. – 1992. – Vol. 40, iss. 8. – P. 2045–2052. – DOI: 10.1016/0956-7151(92)90190-P.



62. Tjong S.C., Ma Z.Y. High-temperature creep behaviour of powder-metallurgy aluminium composites reinforced with SiC particles of various sizes // Composites Science and Technology. – 1999. – Vol. 59, iss. 7. – P. 1117–1125. – DOI: 10.1016/S0266-3538(98)00151-1.



63. Pandey A.B., Mishra R.S., Mahajan Y.R. Creep fracture in Al-SiC metal-matrix composites // Journal of Materials Science. – 1993. – Vol. 28, iss. 11. – P. 2943–2949. – DOI: 10.1007/BF00354697.



64. High temperature creep behaviour of silicon carbide particulate reinforced aluminium / J. Cadek, H. Oikawa, V. Sustek, M. Pahutova // High Temperature Materials and Processes. – 1994. – Vol. 13, iss. 4. – P. 327–338. – DOI: 10.1515/HTMP.1994.13.4.327.



65. Pandey A.B., Mishra R.S., Mahajan Y.R. Effect of a solid solution on the steady-state creep behavior of an aluminum matrix composite // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1996. – Vol. 27. – P. 305–16. – DOI: 10.1007/BF02648408.



66. Deshmukh S.P., Mishra R.S., Kendig K.L. Creep behavior of extruded Al–6Mg–1Sc–1Zr–10 vol.% SiCp composite // Materials Science and Engineering: A. – 2005. – Vol. 410–411. – P. 53–57. – DOI: 10.1016/j.msea.2005.08.096.



67. Lin Z., Mohamed F.A. Creep and microstructure in powder metallurgy 15 vol.% SiCp–2009 Al composite// Journal of Materials Science. – 2012. – Vol. 47, iss. 6. – P. 2975–2984. – DOI: 10.1007/s10853-011-6131-2.



68. Biner S.B. Creep deformation behavior of SiC particulate reinforced aluminum composite // 22nd Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: A: Ceramic Engineering and Science Proceedings. – 1988. – Vol. 19. – Ch. 53. – DOI: 10.1002/9780470294482.ch53.



69. Creep properties of an Al-2024 composite reinforced with SiC particulates / S. Spigarelli, M. Cabibbo, E. Evangelista, T.G. Langdon // Materials Science and Engineering: A. – 2002. – Vol. 328, iss. 1–2. – P. 39–47. – DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01698-7.



70. Gonzalez-Doncel G., Sherby O.D. High temperature creep behavior of metal matrix aluminum–SiC composites // Acta Metallurgica et Materialia. – 1993. – Vol. 41, iss. 10. – P. 2797–2805. – DOI: 10.1016/0956-7151(93)90094-9.



71. Lin Z., Li Y., Mohamed F.A. Creep and substructure in 5 vol.% SiC-2124 Al composite // Materials Science and Engineering A. – 2002. – Vol. 332, iss. 1–2. – P. 330–342. – DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01760-9.



72. Li Y., Mohamed F.A. An investigation of creep behavior in an SiC–2124 Al composite // Acta Materialia. – 1997. – Vol. 45, iss. 11. – P. 4775–4785. – DOI: 10.1016/S1359-6454(97)00130-4.



73. Analysis of creep behavior of SiC/Al metal matrix composites based on a generalized shear-lag model / H. Ryu, K. Chung, S. Cha, S. Hong // Journal of Materials Research. – 2004. – Vol. 19, iss.12. – P. 3633–3640. – DOI: 10.1557/JMR.2004.0472.



74. Cadek J., Pahutová M., Šustek V. Creep behaviour of a 2124 Al alloy reinforced by 20 vol.% silicon carbide particulates // Materials Science and Engineering: A. – 1998. – Vol. 246, iss. 1–2. – P. 252–264. – DOI: 10.1016/S0921-5093(97)00694-1.



75. Ma Z.Y., Tjong S.C. The high-temperature creep behaviour of 2124 aluminium alloys with and without particulate and SiC-whisker reinforcement // Composites Science and Technology. – 1999. – Vol. 59, iss. 5. – P. 737–747. – DOI: 10.1016/S0266-3538(98)00113-4.



76. Nardone V.C., Strife J.R. Analysis of the creep behavior of silicon carbide whisker reinforced 2124 Al(T4) // Metallurgical Transactions A. – 1987. – Vol. 18, iss. 1. – P. 109–114. – DOI: 10.1007/BF02646227.



77. Krajewski P.E., Allison J.E., Jones J.W. The effect of SiC particle reinforcement on the creep behavior of 2080 aluminum // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1997. – Vol. 28, iss. 3. – P. 611–620. – DOI: 10.1007/s11661-997-0046-1.



78. Zong B.Y., Derby B. Creep behaviour of a SiC particulate reinforced Al-2618 metal matrix composite // Acta Materialia. – 1997. – Vol. 45, iss. 1. – P. 41–49. – DOI: 10.1016/S1359-6454(96)00171-1.



79. Wakashima K., Moriyama T., Mori T. Steady-state creep of a particulate SiC/6061 Al composite // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 4. – P. 891–901. – DOI: 10.1016/S1359-6454(99)00386-9.



80. Fernández R., González-Doncel G. Threshold stress and load partitioning during creep of metal matrix composites // Acta Materialia. – 2008. – Vol. 56, iss. 11. – P. 2549–2562. – DOI: 10.1016/j.actamat.2008.01.037.



81. Nieh T.G. Creep rupture of a silicon carbide reinforced aluminum composite // Metallurgical Transactions A. – 1984. – Vol. 15, iss. 1. – P. 139–146. – DOI: 10.1007/BF02644396.



82. Daehn G.S., González-Doncel G. Deformation of whisker-reinforced metal-matrix composites under changing temperature conditions // Metallurgical Transactions A. – 1989. – Vol. 20, iss. 11. – P. 2355–2368. – DOI: 10.1007/BF02666670.



83. Park K.T., Lavernia E.J., Mohamed F.A. High temperature creep of silicon carbide particulate reinforced aluminum // Acta Metallurgica et Materialia. – 1990. – Vol. 38, iss. 11. – P. 2149–2159. – DOI: 10.1016/0956-7151(90)90082-R.



84. Park K.T., Mohamed F.A. Creep strengthening in a discontinuous SiC-Al composite // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1995. – Vol. 26. – P. 3119–3129. – DOI: 10.1007/BF02669441.



85. Fernández R., González-Doncel G. Influence of processing route and reinforcement content on the creep fracture parameters of aluminium alloy metal matrix composites // Journal of Alloys and Compounds. – 2009. – Vol. 478, iss. 1–2. – P. 133–138. – DOI: 10.1016/j.jallcom.2008.11.062.



86. Khalifa T.A., Mahmoud T.S. Elevated temperature mechanical properties of Al alloy AA6063/SiCp MMCs // Proceedings of the World Congress on Engineering 2009, London, U.K., 1–3 July 2009. – London, 2009. – Vol. 2. – P. 1557–1562. – ISBN: 978-988-18210-1-0.



87. Li Y., Langdon T.G. A comparison of the creep properties of an Al-6092 composite and the unreinforced matrix alloy // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1998. – Vol. 29, iss. 10. – P. 2523–2531. – DOI: 10.1007/s11661-998-0224-9.



88. High temperature creep behavior of SiC whisker-reinforced AlFeVSi composite / S.J. Zhu, L.M. Peng, Z.Y. Ma, J. Bi, F.G. Wang, Z.G. Wang // Materials Science and Engineering: A. – 1996. – Vol. 215, iss. 1–2. – P. 120–124. – DOI: 10.1016/0921-5093(96)80015-3.



89. Cadek J., Kucharová K., Zhu S.J. High temperature creep behaviour of an Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si alloy reinforced with silicon carbide particulates // Materials Science and Engineering: A. – 2000. – Vol. 283, iss. 1–2. – P. 172–180. – DOI: 10.1016/S0921-5093(00)00706-1.



90. Cadek J., Kucharová K., Zhu S.J. Transition from athermal to thermally activated detachment of dislocations from small incoherent particles in creep of an Al–8.5Fe–1.3V–1.7Si alloy reinforced with silicon carbide particulates // Materials Science and Engineering: A. – 2001. – Vol. 297, iss. 1–2. – P. 176–184. – DOI: 10.1016/S0921-5093(00)01258-2.



91. Cadek J., Kucharová K., Zhu S.J. Creep behaviour of an Al–8.5Fe–1.3V–1.7Si–15SiCp composite at temperatures ranging from 873 to 948 K // Materials Science and Engineering: A. – 2002. – Vol. 328, iss. 1–2. – P. 283–290. – DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01705-1.



92. Ma Z.Y., Tjong S.C. High-temperature creep behaviour of SiC particulate reinforced Al–Fe–V–si alloy composite // Materials Science and Engineering: A. – 2000. – Vol. 278, iss. 1–2. – P. 5–15. – DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00613-9.



93. Liao J., Tan M.J., Sridhar I. Creep behavior of spray-deposited AlLi/SiCp composite // Materials Science and Engineering: A. – 2010. – Vol. 527, iss. 18–19. – P. 4906–4913. – DOI: 10.1016/j.msea.2010.04.040.



94. Fernández R., González-Doncel G. Load partitioning during creep of powder metallurgy metal matrix composites and Shear-Lag model predictions // Materials Science and Engineering A. – 2009. – Vol. 500, iss. 1–2. – P. 109–113. – DOI: 10.1016/j.msea.2008.09.041.



95. Чумаков Е.В. Анализ процесса деформационного упрочнения на неустановившейся стадии ползучести // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2014. – № 3 (202). – С. 154–160.



96. Яковлев С.С., Ларин С.Н., Леонова Е.В. Теоретические основы изотермического деформирования анизотропных высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2014. – № 1. – С. 110–122.



97. Экспериментальное исследование кратковременной неустановившейся ползучести алюмоматричного композита в условиях одноосного сжатия / С.В. Смирнов, Д.И. Крючков, А.В. Нестеренко, И.М. Березин, Д.И. Вичужанин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2018. – № 4. – С. 98–105. – DOI: 10.15593/perm.mech/2018.4.09.



98. Li Y., Langdon T.G. A unified interpretation of threshold stresses in the creep and high strain rate superplasticity of metal matrix composites // Acta Materialia. – 1999. – Vol. 47, iss. 12. – P. 3395–3403. – DOI: 10.1016/S1359-6454(99)00219-0.

Благодарности. Финансирование

Работа выполнена в рамках программы ФНИ государственных академий наук на 2013-2020 годы по теме № 0391-2019-0005 «Разработка научных основ проектирования оптимальных технологий пластического формоизменения металлических материалов с гарантированным уровнем сплошности и физико-механических свойств».

Для цитирования:

Крючков Д.И., Нестеренко А.В. Обзор экспериментальных исследований деформационного поведения алюмо-матричных композиционных материалов, дискретно упрочненных карбидом кремния, в состоянии высокотемпературной сверхпла- стичности и при ползучести // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2020. – Т. 22, № 2. – С. 130–157. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.2-130-157.

For citation:

Kryuchkov D.I., Nesterenko A.V. A review of experimental studies of creep behavior and superplasticity in a discontinuous SiC aluminum-matrix composites. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2020, vol. 22, no. 1, pp. 130–157. DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.2-130-157. (In Russian).

Просмотров: 100