Наноструктурирование металлических материалов методами интенсивной пластической деформации

Abstract

Ультрамелкозернистые (УМЗ) металлы и сплавы с размером зерен от субмикро-(1–0.1 μm) до нанометрического (меньше 100 nm) диапазона отличаются необычайно высокими и полезными физико-механическими свойствами [1]. Такие материалы успешно получают, используя равноканальное угловое (РКУ) и винтовое прессование, всестороннюю ковку и другие методы интенсивной пластической деформации (ИПД). В данной работе рассматриваются основные особенности строения и механических свойств деформационных наноматериалов. Обсуждаются возможные пути повышения их конструкционной прочности, «механизм» формирования нанозерен и необходимые для этого условия деформирования. Сравниваются возможности методов ИПД с традиционными методами обработки металлов давлением (ОМД). Приводятся примеры получения, обработки и применения наноматериалов конструкционного назначения.

Ультрадрібнозернисті (УДЗ) метали та сплави з розміром зерен від субмікрометричного (1–0.1 μm) до нанометричного (менше 100 nm) діапазону відрізняються надзвичайно високими і корисними фізико-механічними властивостями. Такі матеріали успішно отримують, використовуючи рівноканальне кутове (РКК) і гвинтове пресування, всебічне кування та інші методи інтенсивної пластичної деформації (ІПД). У даній роботі розглядаються основні особливості будови і механічних властивостей деформаційних наноматеріалів. Обговорюються можливі шляхи підвищення їх конструкційної міцності, «механізм» формування нанозерен і необхідні для цього умови деформування. Порівнюються можливості методів ІПД з традиційними методами обробки металів тиском (ОМТ). Наводяться приклади отримання, обробки та застосування наноматеріалів конструкційного призначення.

The ultrafine-grained (UFG) metals and alloys with submicro (1–0.1 μm) to nanometer (less than 100 nm) grain size are notable for high and efficient physical and mechanical properties [1]. Such materials are successfully produced by the equal-channel angular (ECA) and twist extrusion, uniform forging and another methods of severe plastic deformation (SPD). The paper treats the specific features of structure and mechanical properties of deformation nanomaterials. Possible ways of incresing structure strength, the «mechanism» of nanograin formation and deformation conditions are discussed. Potentialities of the SPD methods are compared with those of conventional methods of metal working by pressure. Examples of production, processing and application of structural-purpose nanomaterials are given.