Структура и свойства инварного ГЦК-сплава Fe-35% Ni после комбинированной пластической деформации гидроэкструзией и волочением

Abstract

С использованием просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновского, дилато- и дюрометрического анализов исследовано влияние комбинированной пластической деформации инварного сплава Fe−35% Ni методами гидроэкструзии (ГЭ) до ε = 3.47 и последующего волочения до ε = 4.69 на его структуру, инварные и механические свойства. Показано, что в случае комбинированной пластической деформации происходит более высокая степень организации границ субструктурных элементов с размерами до 1 μm как в поперечном, так и продольном к направлению обжатия сечении при наличии внутри них более дисперсных (до 100 nm) формирований сотообразного вида с незначительной (менее 1°) разориентировкой между соседями. Это в комплексе, очевидно, обеспечивает более высокий уровень микронапряжений относительно образцов после ГЭ. Установлено, что комбинированная пластическая деформация по сравнению с состоянием сплава после ГЭ ведет к снижению его термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР) в интервале 225–325 K вплоть до отрицательных значений (αmin = −0.66·10−6 K−1 при 273 K) в продольном к деформации направлении при одновременном его упрочнении на 20−30%.

З використанням просвічуючої електронної мікроскопії, рентгенівського, дилато- й дюрометричного аналізів досліджено вплив комбінованої пластичної деформації інварного сплаву Fe−35% Ni методами гідроекструзії (ГЕ) до ε = 3.47 і наступного волочіння до ε = 4.69 на його структуру, інварні та механічні властивості. Показано, що у випадку комбінованої пластичної деформації відбувається більш високий ступінь організації границь субструктурних елементів з розмірами до 1 μm як в поперечному, так і подовжньому до напрямку обтиснення перерізах при наявності всередині них більш дисперсних (до 100 nm) формувань сотоподібного типу з незначним (менше 1°) розорієнтуванням між сусідніми елементами. Це в комплексі, очевидно, забезпечує більш високий рівень мікронапружень для зразків після ГЕ. Встановлено, що комбінована пластична деформація порівняно зі станом сплаву після ГЕ веде до зниження його термічного коефіцієнта лінійного розширення (ТКЛР) в інтервалі 225−325 K аж до негативних значень (αmin = −0.66·10−6 K−1 при 273 K) у поздовжньому до деформації напрямку при одночасному його зміцненні на 20−30%.

The influence of combined plastic deformation of the invar Fe−35% Ni alloy by means of hydroextrusion (HE) (ε = 3.47) and succeeding drawing (ε = 4.69) upon structure, invar and mechanical properties was studied with using TEM, X-ray and dilatometric analysis and durometry. It was shown that combined plastic deformation results in higher degree of arrangement of boundaries of substructural elements with dimensions up to 1 μm both in transversal and in longitudinal direction to deformation. More dispersed (up to 100 nm in size) honeycomb formations are present within the substructure elements that have also insignificant (less than 1°) disorientation. These facts provide higher level of microstresses compared with the samples after HE. It was established that the combined plastic deformation reduces TEC of the alloy within the range of 225–325 K down to negative values (αmin = −0.66·10−6 K−1 at 273 K) in longitudinal direction to deformation at simultaneous strengthening by 20−30% as compared to the state of the alloy after HE.