Прочность и электропроводность ультрамелкозернистого медного сплава системы Cu-Cr тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.08, кандидат наук Нестеров Константин Михайлович

• Нестеров Константин Михайлович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Нестеров Константин Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Фазовый состав медных сплавов системы Си- Сг

1.2 Методы получения УМЗ медных материалов

1.2.1 Интенсивная пластическая деформация кручением

1.2.2 Деформация равноканально - угловым прессованием

1.2.3 Деформация равноканально - угловым прессованием по схеме «конформ»

1.3 Структура и свойства медных сплавов системы Си- Сг, подвергнутых обработке различными методами интенсивной пластической деформации

1.4 Вклады различных структурных составляющих в упрочнение и электросопротивление медных материалов

1.4.1 Механизмы упрочнения

1.4.2 Вклады в электросопротивление

1. 5 Постановка задач исследований

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы для исследований

2.2 Методы ИПД

2.3 Методы термической обработки

2.4 Методики структурных исследований

2.4.1 Методика электронно- микроскопических исследований

2.4.2 Методика рентгеноструктурных исследований

2.4.3 Методика текстурного анализа

2.5 Метод исследований механических свойств

2.6 Метод измерения микротвердости

2.7 Метод измерения электропроводности

2.8 Метод усталостных испытаний

ГЛАВА 3 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫХ ОБРАЗЦОВ МЕДНОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ Си- Сг, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЕМ

3.1 Прочность и электропроводность медного сплава, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением

3.2 Микроструктура медного сплава, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением

3.3 Рентгеноструктурный анализ медного сплава, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением

3.4 Кристаллографическая текстура медного сплава, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением

3.5 Прочность и пластичность образцов, подвергнутых интенсивной пластической деформации кручением

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ РАВНОКАНАЛЬНО - УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА Си- Сг

4.1 Структура образцов подвергнутых равноканально - угловому прессованию

4.2 Рентгеноструктурные исследования РКУП образцов

4.3 Кристаллографическая текстура в РКУП образцах

4.4 Прочность и электропроводность РКУП образцов

4.5 Усталостные свойства РКУП образцов

4.6 Выводы по главе

ГЛАВА 5 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕДНОГО СПЛАВА ПОДВЕРГНУТОГО РАВНОКАНАЛЬНО - УГЛОВОМУ ПРЕССОВАНИЮ

ПО СХЕМЕ - КОНФОРМ

5.1 Структура медного сплава подвергнутого РКУП - Конформ

5.2 Рентгеноструктурные исследования РКУП- Конформ образцов

5.3 Кристаллографическая текстура в РКУП- Конформ образцах

5.4 Прочность и электропроводность РКУП- Конформ образцов

5.5 Вклады различных структурных составляющих в упрочнение сплава системы Си- Сг

5.6 Влияние различных дефектов кристаллической решетки на удельное электросопротивление УМЗ сплава системы Си- Сг

5.7 Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прочность и электропроводность ультрамелкозернистого медного сплава системы Cu-Cr»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Низколегированные медные сплавы системы Си -Сг (хромовые бронзы) [1,2], используются в промышленности для изготовления электропроводов, контактов и электродов контактной сварки.

В последние годы, в связи с быстрым развитием электротехнической промышленности, повысились требования к свойствам этих материалов, а именно к достижению более высоких значений прочности и электропроводности.

Перспективным направлением повышения свойств этих материалов является создание в них наноструктурного (НС) и ультрамелкозернистого (УМЗ) состояний методами интенсивной пластической деформации (ИПД) [3- 6]. Однако до настоящего времени зависимости прочности, электропроводности и термической стабильности от особенностей УМЗ структур в этих сплавах, полученных методами ИПД, систематически не изучены.

Известно [1], что вклад легирующих элементов в электросопротивление медных сплавов может значительно превышать вклад остальных дефектов кристаллического строения, поэтому для сохранения повышенной электропроводности необходимо создание структуры, содержащей минимальное количество легирующих элементов в твердом растворе.

Одним из возможных путей решения такой задачи является создание УМЗ структуры, в которой атомы легирующих элементов были бы собраны в виде дисперсных частиц выделений, расположенных по границам зерен и тройным стыкам. Формирование такой структуры возможно за счет развития динамического старения, принимая во внимание, что выделение частиц является диффузионным процессом, а в УМЗ материалах отмечается повышенная зернограничная диффузия [7]. Кроме этого, сохранению повышенной электропроводности в УМЗ состоянии способствует использование низколегированных медных сплавов, к которым относятся сплавы Си - Сг [1, 2].

К моменту постановки настоящей работы были известны единичные публикации, в которых была продемонстрирована возможность повышения прочности и сохранении электропроводности медных сплавов тройной системы Си - Сг - 7г путем формирования УМЗ структуры методами ИПД. Вместе с тем, в системе Си - Сг - 7г присутствует несколько видов различных частиц (Сг, Си57г и другие), что затрудняет изучение закономерностей их влияния на прочность, электропроводность и термическую стабильность в УМЗ состоянии. В опубликованных работах отсутствовали закономерности влияния фазового состава на свойства сплавов как в процессе ИПД, так и при последующей термической обработке.

В настоящей работе в качестве материала для исследований был выбран сплав двойной системы Си - Сг, в котором по литературным данным после старения выделяются частицы только одной фазы, а именно чистого хрома. Актуальной задачей в сплавах системы Си - Сг являлось определение режимов ИПД, ведущих к достижению сочетания высокой прочности и электропроводности. Важным представлялось также проведение детальных исследований параметров УМЗ структуры в образцах, подвергнутых обработке методами ИПД и последующей ТО, для корректной оценки и анализа природы повышенной прочности и электропроводности.

Цель работы. Разработка научных принципов достижения высокой прочности и улучшенной электропроводности в медном сплаве системы Си - Сг путем формирования УМЗ структуры и наноразмерных выделений второй фазы.

В работе решались следующие задачи:

- Изучение особенностей УМЗ структуры и кристаллографической текстуры в медном сплаве системы Си - Сг после обработки различными методами ИПД.

- Исследование закономерностей влияния УМЗ структуры на прочность, электропроводность и усталость.

- Анализ вкладов различных структурных составляющих в прочность и удельное электросопротивление УМЗ сплава системы Си - Сг.

Научная новизна.

- Впервые обнаружен эффект динамического старения в медном сплаве системы Си - Сг в процессе ИПД, приводящий к сочетанию высоких значений прочности, усталости и электропроводности.

- Впервые определены и научно обоснованы оптимальные режимы ИПДК, способствующие формированию УМЗ состояния в медном сплаве Си -Сг с высокими значениями прочности, усталости и электропроводности.

Практическая ценность.

Полученные результаты представляют непосредственный интерес для разработки опытно- промышленной технологии получения длинномерных прутков из УМЗ медного сплава Си - Сг для широкого применения в электротехнической промышленности.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

Научно- обоснованные режимы ИПД, ведущие к сочетанию высокой прочности и электропроводности в медном сплаве системы Си - Сг. Эффект динамического старения, обусловленный снижением температуры начала выделения упрочняющих частиц в условиях деформации сдвигом под высоким давлением.

Анализ физических основ прочности УМЗ медного сплава системы Си - Сг показавший, что наибольшее упрочнение достигается за счет ультрамелкого размера зерна и дисперсионного упрочнения наноразмерными частицами хрома.

Анализ вкладов в удельное электросопротивление УМЗ медного сплава системы Си- Сг, на основе которого достигнуто улучшение электропроводности за счет уменьшения количества атомов легирующего элемента хрома внутри зерен вследствие их диффузии к границам зерен.

Структурная модель, в согласии с которой в сплаве обеспечивается уникальное сочетание высоких значений прочности (790 - 845 МПа) и

электропроводности (81 - 85 % IACS), при формировании УМЗ состояния и выделений дисперсных частиц хрома при последующей термической обработке.

Личный вклад. Автор проводил электронномикроскопические исследования, испытания на растяжение и усталость, исследования электропроводности, расчет вкладов различных механизмов упрочнения, анализ вкладов в увеличение электросопротивления УМЗ сплава. Автор принимал участие в постановке цели и задач, осуществлял интерпретацию полученных результатов, формулировал основные положения, выводы, а также принимал участие в подготовке статей к публикации.

Автор признателен коллегам из НИИ ФПМ УГАТУ за сотрудничество в проведении исследований.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международном симпозиуме «Объемные наноструктурные материалы BNM - 2011», Уфа, 2011; 11-й Международной конференции «Высокие давления 2012. Фундаментальные и прикладные аспекты», Судак, Украина, 2012; II международная конференция по материалам для энергетики, Карлсруе, Германия, 2013; Всероссийской молодежной школе- конференции «Современные проблемы металловедения», Пицунда, 2013; VIII Всероссийской зимней школе- семинаре аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», Уфа, 2013; Международной конференции «Интенсивные пластические деформации - Nano SPD6», Метц, Франция, 2014; Международном симпозиуме «Объемные наноструктурные материалы BNM -2015», Уфа, 2015.

Диссертационная работа выполнена в рамках государственного контракта № 16.740.11.0315 «Разработка методов повышения прочности и электропроводности медных сплавов» и соглашения № 14.B37.21.0738 «Разработка метода получения термически стабильных ультрамелкозернистых медных сплавов с повышенными характеристиками прочности и электропроводности для промышленного применения», выполненных в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно- педагогические кадры

инновационной России» на 2009 - 2013 гг.»; проекта «Наноинженерия в машиностроении», выполненного в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2012 - 2013 гг.), проекта ведущей научной школы НШ - 7996.2016.8 «Исследование и разработка наноструктурных проводниковых материалов на основе меди и алюминия с повышенной прочностью и электропроводностью».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 5 научных статей в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ, 1 патент, 2 статьи в сборниках трудов конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из 89 наименований. Общий объем диссертации 103 страниц, в том числе 67 рисунков и 13 таблиц.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Как отмечалось выше, целью настоящей работы является разработка научных принципов достижения повышенной прочности и электропроводности в медном сплаве Си - Сг путем формирования в нем УМЗ структуры.

В настоящей главе приведен краткий обзор литературы о фазовом составе и свойствах медных сплавов системы Си - Сг, кратко рассмотрены методы ИПД, используемые для формирования УМЗ структуры в металлических материалах, приведены известные литературные данные о структуре и свойствах медных сплавов Си - Сг, подвергнутых обработке различными методами ИПД. Особое внимание уделено существующим методам оценки вкладов различных структурных составляющих в упрочнение и электросопротивление медных материалов.

1.1 Фазовый состав медных сплавов системы Си - Сг

Известно, что в сплаве Си - Сг в твердом состоянии существуют две фазы: а- твердый раствор хрома в меди и твердый раствор на основе хрома (рисунок 1.1) [8, 9]. Максимальная растворимость хрома в меди в твердом состоянии при температуре 1050°С - 0,6 вес.% и уменьшается практически до нуля при более низких температурах. Однако вследствие ничтожной малой растворимости хрома в меди в твердом состоянии второй твердой фазой является практически чистый хром.

При нагреве сплава Си - Сг до температуры 1050 °С сплав попадает в однофазную а область. Последующая закалка приводит к формированию пересыщенного твердого раствора, который распадается при старении. По литературным данным, температура старения в сплаве с содержанием хрома менее 0,6 вес.% лежит в диапазоне температур 350 - 550 °С [1, 10].

тс

1200

1050

1000

800

600

400

1083° Ж+Ы \- Ж ""ж+э"'

1,28 1074,8°

0.2 0 4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

Сг, вес %

Рисунок 1.1 - Диаграмма фазового равновесия системы Си - Сг

1.2 Методы получения УМЗ медных материалов

Известно, что для формирования УМЗ структур в последние годы широко используются методы ИПД [3 - 6], в основе которых лежат большие деформации сдвигом в условиях высоких гидростатических давлений и относительно низких гомологических температур [11]. К настоящему времени экспериментально установлено, что в результате применения ИПД во многих металлических материалах, в том числе в медных сплавах, формируется УМЗ структура со средним размером зерен менее 1 мкм, содержащая преимущественно большеугловые границы зерен [3 - 6, 12 - 24].

К началу постановки диссертационной работы, большинство исследований по изучению структуры и свойств УМЗ материалов было выполнено на образцах, полученных методами интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК) и равноканального углового прессования (РКУП). Ниже, рассмотрены основные принципы, лежащие в основе ИПДК и РКУП.

1.2.1 Интенсивная пластическая деформация кручением

В методе ИПДК образец помещается между бойками и подвергается осадке под давлением в несколько ГПа, а затем прилагается деформация кручением с большим количеством оборотов [3, 5, 25]. В этой схеме

(рисунок 1.2), деформация начинается за счет вращения нижнего бойка, и в результате воздействия сил поверхностного трения происходит сдвиг в объеме заготовки. Деформируемый образец имеет вид диска диаметром 20 мм и толщиной 0,5 - 1 мм. После обработки методом ИПДК средний размер зерен уменьшается до 100 - 500 нм и определяется режимами обработки: давлением, температурой, скоростью деформации и твердостью обрабатываемого материала [3, 5, 25 - 28].

Логарифмическая степени деформации в процессе ИПДК может быть описана формулой [4, 5, 25]:

где ф - угол вращения, рад; г - радиус диска; h - толщина диска.

По этой формуле при типичном диаметре образцов 20 мм, толщине 0,6 мм, количестве оборотов равном 5, величина е « 6,3.

Для расчета величины сдвиговой деформации применяют формулу

р

Рисунок 1.2 - Схема обработки методом ИПДК

е = 1п (фг^),

(1.1)

(1.2)

Из этой формулы вытекает, что при типичном диаметре образцов 20 мм, толщине 0,6 мм, количестве оборотов равном 5, величина у « 523.

Для сопоставления величины сдвиговой деформации при ИПДК с величиной деформации при других схемах деформирования во многих публикация используется понятие эквивалентной деформации, за которую принимается значение [4,5,25]:

8 = у/^3. (1.3)

Это выражение справедливо только для небольших деформаций сдвига. Для больших деформаций используется выражение [5]:

8 = (2/^3)1п[(1 + у2/4)1/2 + у/2]. (1.4)

Используя это выражение, а также формулу

у = 2лпг/И, (1.5)

можно построить теоретический график зависимости величины эквивалентной деформации от количества оборотов (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Расчетная зависимость эквивалентной деформации от количества оборотов и расстояния до центра ИПДК диска [5, 14]

Экспериментальные исследования показали, что насыщение в эквивалентной деформации достигается после п = 2 (рисунок 1.4) [5, 14]. При этом вблизи центра диска наблюдается заметное снижение величины

эквивалентной деформации.

Рисунок 1.4 - Распределение микротвердости вдоль диаметра для ИПДК образцов чистого Al полученных под давлением 1 ГПа, при различном количестве оборотов. Нижняя линия представлена для отожженного исходного образца подвергнутого нагрузке 1 ГПа без вращения [5, 14]

Видно, что при количестве оборотов < 2 наблюдается отчетливый минимум в центре образцов, тогда как при п > 4 распределение микротвердости является достаточно однородным (рисунок 1.5). Структуры в центре и на краю диска достаточно похожи, что свидетельствует об однородности структуры ИПДК образцов.

Экспериментальные исследования показали также, что во многих чистых металлах (М, Л1, Fe, Mo, W, Mg, наблюдается насыщение среднего размера зерна (рисунок 1.6) в зависимости от степени деформации, которое

зависит от многих факторов: твердость материала, температура плавления, тип кристаллической решетки и т.д. [28].

(а) (б)

Рисунок 1.5 - Изображение структуры в режиме дифракции обратно отраженных электронов для образцов подвергнутых 8 оборотам ИПДК:

(а) центр образца, (б) край диска [5,14,28]

1.0

0.8

Ф 0.6 N "со

аз

о

0.4

(Л

0.2

0.0

Средний размер зерен при насыщении

1 2 5 10 2 5 10 2

|дт

5 10

Рисунок 1.6 - Влияние степени деформации на средний размер зерна [28]

1.2.2 Деформация равноканально - угловым прессованием

Первые установки для равноканального углового прессования были созданы в 80- х годах, на которых были начаты фундаментальные исследования структурообразования в процессе больших пластических деформаций, а также

исследования влияния УМЗ структуры на физико- механические свойства металлических материалов [3, 29 - 31].

Известно, что в методе РКУП заготовки диаметром 10 - 60 и длиной 100 - 350 мм деформируются сдвигом в зоне пересечения каналов равного сечения (рисунок 1.7) [6].

При равноканальном угловом прессовании заготовка может подвергаться сколь угодно большим деформациям сдвига, практически не изменяя при этом своих размеров.

Рисунок 1.7 - Схема установки РКУ - прессования [6]

К настоящему времени достоверно установлено, что на формирование УМЗ структуры в металлах и сплавах влияют следующие особенности РКУП:

- маршрут прессования

- угол пересечения каналов

- количество проходов

- температура прессования

Маршрут прессования. В литературе [3,6] подробно описаны различные маршруты РКУ прессования, используемые при обработке металлических материалов. Обычно выделяют четыре основных маршрута прессования: маршрут А - без вращения заготовки, маршруты ВА и Вс, использующие

вращение на 90° в разных направлениях или одном направлении, соответственно, и маршрут С, в котором образец вращается на 180° (рисунок 1.8). В работе [6] приведены экспериментальные данные о том, что на оснастке с углом пересечения каналов 90° наиболее эффективным для создания ультрамелкозернистой структуры является маршрут Вс, который приводит к формированию однородных и равноосных зерен, с большеугловыми границами.

Рисунок 1.8 - Принципиальная схема обработки методом РКУП (а); геометрия канала прессования и схема деформации при РКУП - (б); схема действующих сил (в); маршруты обработки при РКУП (г) [4,6]

Деформация сдвигом происходит, когда заготовка проходит через зону пересечения каналов. При этом размеры заготовки в поперечном сечении не меняются. Вследствие этого обработка может производиться многократно с целью накопления большой эквивалентной деформации.

Деформация сдвигом при РКУ прессовании за N проходов, описывается формулой [4,6]:

2ctg{р/2 + у/2) + у cos ec{р/2 + у/2)

£n = N

s

(1.6)

Отсюда следует, что, например, при углах ф = 90° и у = 20° каждый проход соответствует дополнительной степени деформации, примерно равной 1. При внешнем угле у = 0° формула приобретает упрощенный вид:

2

£n

S

Nctg {р/2).

(1.7)

Угол пересечения каналов. Угол пересечения каналов является одним из самых важных параметров РКУ прессования непосредственно влияющих на степень деформации и микроструктуру деформируемых образцов (рисунок 1.9). По литературным данным [3, 6], наиболее эффективным сочетанием параметров РКУП, приводящим к образованию равноосных зерен с преимущественно большеугловыми границами, является деформация по маршруту Вс с углом пересечения каналов 90°. В случае, труднодеформируемых образцов, часто используется также угол пересечения каналов 120°. Но в этом случае степень деформации за один проход становится заметно меньше (рисунок 1.10).

(а) (Ь) (с) (£1)

Рисунок 1.9 - Схема, иллюстрирующая оснастки с различным внутренним углом

пересечения каналов [6]

з.о

о

ID

0.5

ш

<

С

I-

(Л

z «

z

< 2.0

ш

2.5

0

30

60 90 120 150 180

CHANNEL ANGLE, Ф (deg)

Рисунок 1.10 - Зависимость эквивалентной деформации в от внутреннего угла ф

Количество проходов. В одной из ранних работ [32], на примере чистой меди, было показано, что после 12 и 16 проходов формируется равноосная УМЗ структура с большеугловыми границами зерен, тогда как после 8 проходов все еще встречаются участки с удлиненной субзеренной структурой (рисунок 1.11). После 12 проходов дальнейшего измельчения зеренной структуры не происходит.

Изучение электронограмм [32] свидетельствовало, что после 8 проходов существенно увеличивается доля большеугловых границ зерен (рисунок 1.12). После 12 и 16 проходов на электронограмме наблюдается равномерное распределение точечных рефлексов по окружности.

при разных значениях внешнего угла у [6]

Рисунок 1.11 - Светлопольное изображение структуры и

соответствующие электронограммы для чистой меди подвергнутой РКУП по

маршруту ВС с углом пересечения каналов 90о: (а) 1 проход; (Ь) 2 прохода; (с) 4 прохода; 8 проходов; (е) 12 проходов; (/) 16 проходов [32]

(а) (Ь) (С)

V. у ^ • — ч. \ '' • 1 , / А' \ .! • 1 У 'у ' '/г'** \ \ Ч * '/ 1 \ _.

(е) • (*) * " * ■ _

" ЛШ'г I/ 'V • •у' л • л * лЩ.- 1 \ < • /' 1 V л.'ЙкУ-Щ

Рисунок 1.12 - Светлопольное изображение структуры и соответствующие электронограммы (диафрагма диаметром 5,8 мкм) для чистой меди подвергнутой РКУП по маршруту ВС на оснастке с углом пересечения каналов 90о: 1 проход; (Ь) 2 прохода; (о) 4 прохода; 8 проходов; 12 проходов; 16 проходов [32]

Температура прессования. Эксперименты с температурой РКУ прессования на примере чистого Л1, сплавов Л1- 3%Mg и Л1- 3%Mg- 0,2%Sc показали, что увеличение температуры РКУП ведет к увеличению среднего размера зерна (рисунок 1.13), а также к увеличению доли малоугловых границ вследствие большей скорости релаксации структуры при повышенных температурах, которая не позволяет накапливать большую плотность дислокаций необходимую для измельчения зеренной структуры и образования большеугловых границ зерен [6].

Следовательно, температура РКУП должна быть выбрана таким образом, чтобы она была как можно меньше, и в тоже время позволяла сохранить целостность образцов без образования видимых дефектов.

Е

=L

s

со с

Е

О

0.1

. ! □ -1----1" 1 Т- Pur* AI 1 1 1

О AI-3Mg □

д AI-3Mg-0.2Sc

□

О О

□

О

А

о

А

о Д

1 А 1 1 —I— I |

0 100 200 300 400 500 600 700 ЕСАРTemperature (К)

Рисунок 1.13 - Средний размер зерна в зависимости от температуры РКУ прессования для некоторых материалов [6]

1.2.3 Деформация равноканально- угловым прессованием по схеме «Конформ»

В последние годы для получения УМЗ прутков был развит метод РКУП- К, принципиальная схема которого показана на рисунке 1.14, а [33,34]. В этом методе образец деформируется в рабочем канале, в котором прессование реализуется гравюрой ротора и рабочими поверхностями прижима и упора. Детали процесса РКУП- К представлены на рисунке 1.14 [33,34].

На примере чистого титана было показано, что процесс многоциклового прессования метода РКУП- К приводит к формированию однородной ультрамелкозернистой структуры с преимущественно большеугловыми границами и средним размером зерен 200 - 300 нм [34].

а) о)

Рисунок 1.14 - Принципиальная схема РКУП- К [33]: а - схема действия сил активного Fa и пассивного трения - Fп; б - наиболее значимые параметры процесса: L - дуга захвата заготовки, Мкр - крутящий момент; ю - угловая скорость; 1 - ротор с гравюрой; 2 - прижим (башмак); 3 - упор; 4 - заготовка

1.3 Структура и свойства медных сплавов системы Си - Сг, подвергнутых обработке различными методами ИПД

На сегодняшний день известно, что в результате применения интенсивной пластической деформации (ИПД) во многих металлических материалах формируется ультрамелкозернистая (УМЗ) структура со средним размером зерен менее 1 мкм. При этом УМЗ материалы проявляют высокую прочность, значительно превышающую прочность того же материала в крупнозернистом состоянии [3- 6].

В частности в ранних работах посвященных изучению структуры и свойств медных сплавов системы Си- Сг было показано, что применение РКУП способствует сильному измельчению зеренной структуры до среднего размера зерна примерно 200 нм (рисунок 1.15) [23, 24]. При этом РКУП образцы сплава Си- 0.44Сг- 0.27г, после дополнительного старения при температуре 500 оС, продемонстрировали сочетание повышенного предела прочности 710 МПа и

электропроводности 76 % IACS, в тоже время как в крупнозернистых образцах промышленных медных сплавов системы Си - Сг после стандартной обработки (закалка и старение), прочность обычно лежит в диапазоне 450 - 500 МПа, при электропроводности 70 - 75% IACS [1,10,36- 38].

Рисунок 1.15 - Структура медного сплава Cu - 0.8Cr - 0.05Zr после РКУП и дополнительного старения при температуре 450 оС [24]

В [21] было рассмотрено влияние ИПДК на микротвердость и электросопротивление медных сплавов системы Cu - Cr, содержащих 0,75; 9,85 и 27 % хрома. Установлено, что средний размер зерна в исследованных сплавах составил 100- 200 нм. В ИПДК образцах сплава Cu - 0.75Cr значение микротвердости составило 1600 МПа при электропроводности 52% IACS.

В [39] отмечено, что применение РКУП при комнатной температуре к композиту Cu - 5.7%Cr способствует достижению предела прочности примерно 600 МПа, но при этом электропроводность не превышала 45% IACS.

В [40] показано, что в РКУП образцах сплава Cu - 0.5Cr возможно достижение предела прочности 620 МПа при электропроводности 75 % IACS. Существенное повышение прочностных свойств после применения РКУП было отмечено также в сплаве Cu- 0.3Cr- 0.5Zr [41], вследствие сильного измельчения

зеренной структуры и дисперсионного упрочнения ультрадисперсными частицами выделений, содержащими хром.

Вместе с тем в [21, 23, 24, 39- 41], посвященных изучению структуры и свойств ультрамелкозернистых образцов медных сплавов, не было уделено достаточно внимания исследованию размера и фазового состава частиц выделений.

К моменту постановки настоящей работы было известно, что в крупнозернистых образцах бинарных медных сплавов системы Си- Сг, подвергнутых закалке и старению, часто встречаются частицы хрома размером менее 20 нм [10], обеспечивающие дисперсионное упрочнение. Наличие когерентных частиц хрома было выявлено также в сплаве Си- 0.3Сг- 0.1Л§ [42]. В более сложных цирконий содержащих сплавах Си- 0.26Сг- 0.087г- 0.1Л§ наблюдали частицы Сг и Си47г размером менее 15 нм (рисунок 1.16) [43], хотя в некоторых публикациях, посвященных цирконий содержащим сплавам Си- 0.5Сг- 0.157г отмечалось также появление мелкодисперсных частиц Си57г [10].

Рисунок 1.16 - Изображение структуры медного сплава Си- 0.26Сг- 0.087г-0.1Л§ после закалки и старения при температуре 400 оС: (а) светопольное изображение; (Ь) дифракционная картина; (с) схема расположения точечных

рефлексов [41]

1.4 Вклады различных структурных составляющих в упрочнение и электросопротивление медных материалов

1.4.1 Механизмы упрочнения

Хорошо известно, что на прочностные свойства меди и медных сплавов существенное влияние могут оказывать измельчение зеренной структуры, дисперсионное упрочнение, твердорастворное упрочнение и дислокационное упрочнение [1,37,38,44- 47,50,51].

Влияние размера зерна

В [48,49] показано, что зависимость предела текучести от среднего размера зерна чистой меди хорошо описывается соотношением Холла- Петча при d более 50 - 100 нм.

Согласно соотношению Холла- Петча, предел текучести в зависимости от среднего размера зерна d можно описать следующей формулой:

аНР=а0+кё- 05, (1.8)

где: а0 - напряжение трения или напряжение Пайерлса- Набарро для чистой меди равное 25 МПа [43], к - коэффициент равный для чистой меди 110 МПа*цш- 05.

При размерах зерна менее 50 нм возникают отклонения от соотношения Холла - Петча (рисунок 1.17), которые связаны с тем, что доминирующий механизм пластической деформации - зарождение и движение полных дислокаций постепенно дополняется другим механизмом, а именно зарождением и движением частичных дислокаций.

В соответствии с экспериментальными данными, представленными на рисунке 1.17, измельчение зеренной структуры чистой меди до среднего размера зерна 200 нм способно повысить предел текучести примерно на 300 МПа, если считать, что предел текучести хорошо отожженной бескислородной меди составляет 60 МПа [1].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нестеров Константин Михайлович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Осинцев, О. Е. Медь и медные сплавы / О.Е. Осинцев, В.Н. Федоров. -М.: Машиностроение, 2004. - 336 с.

2. Николаев, А. К. Хромовые бронзы / А. К. Николаев, А. И. Новиков, В. М. Розенберг. - М.: Металлургия, 1983. - 176 с.

3. Valiev, R. Z. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. / R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov // Prog. Mater. Sci. - 2000. -V. 45. - P. 103 - 189.

4. Валиев, Р. З. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства / Р. З. Валиев, И. В. Александров. // М.: ИКЦ «Академкнига». - 2007. - 398 с.

5. Zhilyaev, A. P. Using high- pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications. / A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. // Prog. Mater. Sci. -2008. - V.53. - P. 893 - 979.

6. Valiev, R. Z. Principles of equal- channel angular pressing as a processing tool for grain refinement. / R. Z. Valiev, T. G. Langdon. // Prog. Mater. Sci. - 2006. -V.51. - P. 881- 981.

7. Колобов, Ю. Р. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов / Ю. Р. Колобов, Р. З. Валиев. // Новосибирск: Наука. - 2001. -32 с.

8. Лякишева, Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. В 3- х т. / Под общ. ред. Н. П. Лякишева. // М.: Машиностроение. -1996. - Т. 1. - 992 с.

9. Massalski, T. B. Binary Alloy Phase Diagrams: American Society for Metals. Ohio: Metals Park. - 1986. - 2224 р.

10. Watanabe, C. Mechanical properties of Cu - Cr system alloys with and without Zr and Ag / C. Watanabe, R. Monzen, K. Tazaki // J. Mat. Sci. - 2008. -V.43. - P. 813- 819.

11. Valiev, R. Z. Nanostructuring of metallic materials by SPD processing for advanced properties. / R. Z. Valiev // Int. J. Mat. Res. - 2009. - V. 100 (6). - P. 757761.

12. Zhilyaev, A.P. Experimental parameters influencing grain refinement and mikrostructure evolution during high- pressure torsion. / A. P. Zhilyaev, G. V. Nurislamova, B.- K. Kim, M. D. Baro, J. A. Szpunar, T. G. Langdon // Acta Mat. - 2003. - V. 51. - P. 753- 765.

13. Жиляев, А.П. Микроструктура и спектр границ зерен ультрамелкозернистого никеля, полученного интенсивной пластической деформацией / А. П. Жиляев, М. Д. Баро, З. Хорита, Дж. А. Шпунар, Т. Дж. Лэнгдон // Металлы. - 2004. - Т. 1. - P. 72- 87.

14. Zhilyaev, A. P. Evolution of microstructure and microtexture in fcc metals during high pressure torsion. / A. P. Zhilyaev, T. R. McNelly, T. G. Langdon // J. Mater. Sci. - 2007. - V. 42. - P. 1517- 1528.

15. Исламгалиев, Р.К. Влияние режимов равноканального углового прессования на сверхпластичность алюминиевого сплава 1420 / Р.К. Исламгалиев, Н.Ф. Юнусова, Р.З. Валиев // Физика металлов и металловедение. - 2002. - Т. 94. - № 6. - С. 88- 98.

16. Астафурова, Е. Г. Влияние равноканального углового прессования на структуру и механические свойства низкоуглеродистой стали 10Г2ФТ/ Е.Г. Астафурова, Г. Г. Захарова, Е. В. Найденкин, С. В. Добаткин, Г. И. Рааб // Физика металлов и металловедение. - 2010. - Т. 110. - № 3. - С. 275 - 284.

17. Беляков, А.Н. Изменение зеренной структуры в металлических материалах в результате пластической обработки. / А.Н. Беляков // Физика металлов и металловедение. - 2009. - Т. 108. - С. 412- 423.

18. Belyakov, A. Nanostructure evolution in an austenitic stainless steel subjected to multiple forging at ambient temperature. / Belyakov A., Tsuzaki K., Kaibyshev R. // Mater. Sci. Forum. - 2011. - V. 667- 669. - P. 553- 558.

19. Salimyanfard, F. EBSD analysis of nano- structured copper procesed by ECAP / F. Salimyanfard, M. R. Toroghinejad, F. Ashrafizadeh et al. // Mater. Sci. Eng.

A. - 2011. - V. 528. - P. 5348- 5355.

20. Миронов, С. Ю. Анализ пространственного распределения ориентировок элементов структуры поликристаллов, получаемого методами просвечивающей электронной микроскопии и обратно рассеянного пучка электронов в сканирующем электронном микроскопе / С. Ю. Миронов,

B. Н. Даниленко, М. М. Мышляев, А.В. Корнева // ФТТ. - 2005. - № 7. -

C. 1217- 1225.

21. Shangina, D.V. Structure and Properties of Ultrafine- Grained Cu- Cr Alloys after High Pressure Torsion / D.V. Shangina, N.R. Bochvar, S.V. Dobatkin // Materials Science Forum. - 2011. - V. 667- 669. - P. 301- 306.

22. Shakhova, I. Effect of multidirectional forging and equal channel angular pressing on ultrafine grain formation in a Cu- Cr- Zr alloy / I. Shakhova, A. Belyakov, and R. Kaibyshev // JOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. - 2014. - V. 63 - №012097.

23. Vinogradov, A. Effect of Chemical Composition on Structure and Properties of Ultrafine Grained Cu- Cr- Zr Alloys Produced by Equal- Channel Angular Pressing. / A. Vinogradov, Y. Suzuki, T. Ishida, K. Kitagawa, V.I. Kopylov // Materials Transactions. - 2004. - V. 45. - №7. - P. 2187- 2191.

24. Vinogradov, A. Structure and properties of ultra- fine grain Cu-Cr-Zr alloy produced by equal- channel angular pressing / A. Vinogradov, V. Patlan, Y. Suzuki, K. Kitagawa, V. I. Kopylov. // Acta Materialia. - 2002. - V. 50 - P. 16391651.

25. Кузнецов, Р.И. Пластическая деформация твердых тел под давлением. I. Оборудование и методика / Кузнецов Р.И., Быков В.И., Чернышев В.П. Пилюгин В.П., Ефремов Н.А., Пашеев А.В. // Свердловск: УНЦ АН СССР. Препринт. - 1985. - 32 с.

26. Смирнова, Н. А. Эволюция структуры ГЦК монокристаллов при больших пластических деформациях / Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин

В.И., Кузнецов Р.И., Давыдова Л.С., Сазонова В.А. // Физика металлов и металловедение. - 1986. - Т. 61. - №6. - С. 1170 - 1177.

27. Degtyarev, M. V. Influence of the relaxation processes on the structure formation in pure metals and alloys under high- pressure torsion / M. V. Degtyarev, T. I. Chashchukhina, L. M. Voronova, A. M. Patselov, V. P. Pilyugin // Acta Mater. -2007. - V. 55. - P. 6039-6050.

28. Bachmaier, A. Limitations in the refinement by severe plastic deformation: the effect of processing / A. Bachmaier, M. Hafok, R. Schuster, R. Pippan // Rev. Adv. Mater. Sci. - 2010. - V. 25. - Р. 16- 22.

29. Segal, V.M. Plastic treatment of metals by simple shear. / V. M. Segal, V. I. Reznikov, A. E. Drobyshevski, V. I. Kopylov // Russian Metallurgy. - 1981. -V. I. - № 1. - P. 99-105.

30. Сегал, В.М. Процессы пластического структурообразования металлов / В. М. Сегал, В.И. Резников, В.И. Копылов // Минск: Наука и техника. -1994. - 232 с.

31. Valiev, R.Z. Structure and properties of ultrafine- grained materials produced by severe plastic deformation / R. Z. Valiev, A. V. Korznikov, R. R. Mulyukov // Mat. Sci. Eng. A. - 1993. - V. 168. - P. 141- 148.

32. Dalla Torre, F. Microstructures and properties of copper processed by equal channel extrusion for 1- 16 passes / F. Dalla Torre, R. Lapovok, J. Sandlin, P. F. Thomson, C. H. J. Davies, E. V. Pereloma // Acta Mater. - 2004. - V. 52. -P. 4819- 4832.

33. Рааб, Г.И. Равноканальное угловое пресование по схеме «Конформ» длинномерных наноструктурных полуфабрикатов из титана // Г.И. Рааб, Р.З. Валиев. - Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2008. - № 1. - С. 21- 27.

34. Raab, G. I. Long- Length Ultrafine- Grained Titanium Rods Produced by ECAP- Conform / G. I. Raab, R. Z. Valiev, D.V. Gunderov, T. C. Lowe, A. Misra, Y. T. Zhu // Materials Science Forum. - 2008. - V. 584- 586. - Р. 80- 85.

35. Raab, G. The innovation potential of ECAP techniques of severe plastic deformation / G. Raab // JOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. - 2014. - V. 63 -№ 012009.

36. Zauter, R. Precipitation hardened high copper alloys for connector pins made of wire / R. Zauter, D.V. Kudashov // Proceedings of 23th International conference on electrical contacts. Sendai, Japan, June 6- 9. - 2006. - P. 257- 261.

37. Champion, Y. High strength and electrical conductivity of UFG copper alloys / Y. Champion, J- P. Couzinié, S. Tusseau- Nenez, Y. Bréchet, R.K. Islamgaliev, R.Z. Valiev // Materials Science Forum. - 2011. - V. 667- 669. -P. 755- 760.

38. Champion, Y. Effect of Grain Size Reduction and Geometrical Confinement in Fine Grained Copper: Potential Applications as a Material for Reversible Electrical Contacts / Y. Champion, Y. Brechet // Adv. Eng. Mat. - 2010. - V.12. - № 8. -P. 798- 802.

39. Wei, W. Microstructure and Properties of Cu- 5.7%Cr in situ Fibrous Composite Produced by Equal- Channel Angular Pressing and Cold Rolling / W. Wei, F. Wang, K.X. Wei, I.V. Aleksandrov, J. Hu // Materials Science Forum. - 2011. -V. 667- 669. - P. 541- 546.

40. Xu, C.Z. Microstructure and properties of ultra- fine grain Cu-Cr alloy prepared by equal- channel angular pressing. / C.Z. Xu, Q.J. Wang, M.S. Zheng, J.W. Zhua, J.D. Li , M.Q. Huang, Q.M. Jia. // Materials Science and Engineering. - 2007. -V. 459. - P. 303-308.

41. Haofeng, X. Effect of thermomechanical treatment on microstructure and properties of Cu- Cr- Zr- Ag alloy / X. Haofeng, M. Xujun, H. Guojie, G. Baodong, Y. Xiangqian, L. Yanfeng // Rare Metals. - 2011. - V. 30. - № 6. - 650 p.

42. Jia, S. G. Aging properties studies in a Cu-Ag-Cr Alloy. / S. G. Jia, M. S. Zheng, P. Liu, F. Z. Ren, B. H. Tian, G. S. Zhou, H. F. Lou // Materials Science and Engineering. - 2006. - V. 419. - P. 8-11.

43. Zhilyaev, A. P. Grain refinement kinetics and strengthening mechanisms in Cu-0.3Cr-0.5Zr alloy subjected to intense plastic deformation. / A. P. Zhilyaev,

I. Shakhova, A. Morozova, A. Belyakov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering. - 2016. - V. 654 - P. 131-142.

44. Hanazaki, K. Change in microstructures and mechanical properties during deep wire drawing of copper. / K. Hanazaki, N. Shigeiri, N. Tsuji. // Materials Science and Engineering. - 2010. - V. 527. - P. 5699-5707.

45. Takata, N. Ultrafine grained copper alloy sheets having both high strength and high electric conductivity. / N. Takata, S.H. Lee, N. Tsuji // Materials Letters. -2009. - V. 63. - P. 1757-1760.

46. Спусканюк, В.З. Достижение рекордного уровня медной проволоки методами ИПД. / В. З. Спусканюк, А. А. Давиденко, А. Н. Гангало, Л. Ф. Сенникова, М. А. Тихоновский, Д. В. Спиридонов // Физика и техника высоких давлений. - 2010. - Т. 20. - № 1. - С. 114- 122.

47. Islamgaliev, R. K. The determination of the grain boundary width of ultrafine grained copper and nickel from electrical resistance measurements. / R.K. Islamgaliev, K. Pekala, M. Pekala, R. Z. Valiev. // Phys. stat. sol. - 1997. - V. 162. -P. 559- 566.

48. Sanders, P.G. Elastic and tensile behavior of nanocrystalline copper and palladium. / P. G. Sanders, J. A. Eastman, J. R. Weertman // Acta Mater. 1997. -V. 45 - 4019 p.

49. Fu, H. H. Analytical and computational description of effect of grain size on yield stress of metals. / H.H.Fu, D.J.Benson, M.A.Meyers. // Acta Mater. 2001. -V. 49 - 2567 p.

50. Wang, Y. M. Three strategies to achieve uniform tensile deformation in a nanostructured metal. / Y. M. Wang, E. Ma // Acta Mater. - 2004. - V.52. -P. 1699-1709.

51. Zhao, Y.- H. Simultaneously Increasing the Ductility and Strength of UltraFine- Grained Pure Copper. / Y.- H. Zhao, J.F. Bingert, X.- Z. Liao, B.- Z. Cui, K. Han, A.V. Sergueeva, A.K. Mukherjee, R.Z. Valiev, T.G. Langdon, Y.T. Zhu. // Adv. Mater. - 2006. - V. 18. - P. 2949- 2953.

52. Gerold, V. Dislocations in Solids. / V. Gerold. // North Holland. - 1979. -V. 4. - 256 p.

53. Bacon, D. J. The effect of dislocation self- interaction on the orowan stress. / D. J. Bacon, U. F. Kocks, R.O. Scattergood. // Philos. Mag. - 1973. - V. 28. -P. 1241-1263.

54. Ryen, O. Strengthening mechanisms in solute solution aluminum alloys. /

0. Ryen, O. Nijs, E. Sjolander, B. Holmedal, H.- E. Ekstrom, E. Nes. // Met. Mater. Trans. - 2006. - V. 37. - P. 1999- 2006.

55. Hughes, D.A. Microstructure and strength of nickel at large strains. / D.A. Hughes, N. Hansen // Acta mater. - 2000. - V. 48. - P. 2985- 3004.

56. Лухвич, A.A. Влияние дефектов на электрические свойства металлов. / A.A. Лухвич. - Минск: Наука и техника, - 1976. - 103 с.

57. Cizek, J. Thermal stability of ultrafine- grained copper. / J. Cizek,

1. Prochazka, M. Cieslar, R. Kuzel, J. Kuriplach, F. Chmelik, I. Stulikova, F. Becvar, O. Melikhova, R. K. Islamgaliev. // Phys. Rev. B. - 2002. - V.65. - №094106.

58. Салтыков, С. А. Стереометрическая металлография. / С. А. Салтыков. -М. : Металлургия. - 1976 . - 270 с.

59. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно- оптический анализ: Учебное пособие для вузов / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев. 3-е изд. - М.: МИСИС, - 1994. - 328 с.

60. Уманский Я. С. Кристоллаграфия, рентгенография и электронная микроскопия. / Я. С. Уманский, Ю. С. Скаков, А. Н. Иванов, Л. Н. Расторгуев. -Москва: Металлургия. - 1982. - 632 с.

61. Кулясова, О. Б. Об особенностях механических испытаний на растяжение малых образцов из наноструктурных материалов. / О. Б. Кулясова, Р. К. Исламгалиев, Р.З. Валиев. // ФММ. - 2005. - V.100. - c. 277- 283.

62. Song, M. A roadmap for tailoring the strength and ductility of ferritic/martensitic T91 steel via thermo- mechanical treatment. / M. Song, C. Sun, Z. Fan, Y. Chen, R. Zhu, K.Y. Yu, K.T. Hartwig, H. Wang, X. Zhang. // Acta Materialia. - 2016. - V. 112. - P. 361- 377.

63. Sitdikov, O. Sh. Effect of temperature on the formation of a microstructure upon equal- channel angular pressing of the AI- Mg- Sc 1570 alloy. / O. Sh. Sitdikov, E. V. Avtokratova, R. I. Babicheva. // The Physics of Metals and Metallography. -2010. - V. 110, - № 2. - P. 153-161.

64. Kulyasova, O. Microstructure and fatigue properties of the ultrafine- grained AM60 magnesium alloy processed by ECAP. / O. Kulyasova, R. K. Islamgaliev,

B. Mingler, M. Zehetbauer. // Mat. Sci. Eng. - 2009. - V. 503. - P. 176- 180.

65. Islamgaliev, R. K. Enhanced thermal stability and mechanical properties of ultrafine- grained aluminum alloy. / R. K. Islamgaliev, M. A. Nikitina, A. F. Kamalov. // Materials Science Forum. - 2011. - V. 667- 669 - P. 331- 336.

66. Huang, C. X. Influence of processing temperature on the microstructures and tensile properties of 304L stainless steel by ECAP. / C. X. Huang, G. Yang, Y. L. Gao, S. D. Wu, Z. F. Zhang. // Materials Science and Engineering. - 2008. - V. 485. -P. 643-650.

67. Beyerlein, I. J. Texture evolution in equal- channel angular extrusion. / I.J. Beyerlein, L. Toth. // Prog Mater Sci. - 2009. - V. 54. - № 4. - P. 427- 510.

68. Александров, И. В. Исследование процессов текстурообразования, протекающих в меди под действием интенсивной пластической дефориации. / И. В. Александров, А. А. Дубравина, М. В. Жилина. // Металлы. - 2005. - № 6. -

C. 3- 13.

69. Kocks, U. F. Texture and anisotropy: preffered orientations in polycrystals and their effect. / U. F. Kocks, C. N. Tome, H. R. Wenk. // Cambridge University Press. Cambridge. - 1998. - 677 p.

70. Amirkhanov, N. M. Thermal evolution of structure of ultrafine grained copper, processed by severe plastic deformation. / N. M. Amirkhanov, J. J. Bucki, R. K. Islamgaliev, K. J. Kurzydlowski, R. Z. Valiev. // Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials. - 2001. - V. 9 - P. 21- 28.

71. Enikeev, N. A. Observations of Texture in Large Scale HPT- Processed Cu. / N. A. Enikeev, E. Schafler, M. J. Zehetbauer, I. V. Alexandrov, R. Z. Valiev // Mater. Sci. Forum. - 2008. - V. 584 - 586. - P. 367 - 374.

72. Valiev, R. Z. Grain Refinement and Mechanical Behavior of the Al Alloy, Subjected to the New SPD Technique. / R. Z. Valiev, M. Yu. Murashkin, E. V. Bobruk, G. I. Raab // Materials Transactions, - 2009. - V. 50. - № 1. -P. 87 - 91.

73. Dynamic and post- dynamic recrystallization under hot, cold and severe plastic deformation conditions / T. Sakai, A. Belyakov, R. Kaibyshev, H. Miura, J. J. Jonas // Progress in Materials Science. - 2014. - V. 60. - P. 130 - 207.

74. Tong, L. B. Room- temperature compressive deformation behavior of Mg-Zn-Ca alloy processed by equal channel angular pressing / L. B. Tong, M. Y. Zheng, S. W. Xu, X. S. Hu, K. Wu, S. Kamado, G. J. Wang, X. Y. Lv // Materials Science and Engineering. - 2010. - V. 528. - P. 672 - 679.

75. Avtokratova, E. V. Fatigue of a fine- grained high- strength Al-6Mg-Sc alloy produced by equal- channel angular pressing. / E. V. Avtokratova, R. O. Kaibyshev, O. Sh. Sitdikov. // Phyz Metal Metall. - 2008. - V. 105. - № 5. -P. 500- 508.

76. Vinogradov, A. Fatigue life of fine- grain Al- Mg- Sc alloys produced by equal- channel angular pressing. / A. Vinogradov, A. Washikita, K. Kitagawa, V. I. Kopylov // Mater Sci Eng. - 2003. - V. 349. - P. 318 - 326.

77. Lukas, P. Fatigue notch sensitivity of ultrafine- grained copper. / P. Lukas, L. Kunz, M. Svoboda. // Mater. Sci. Eng. - 2005. - V. 391. - P. 337 - 341.

78. Hoppel, H. W. Microstructural study of the parameters governing coarsening and cyclic softening in fatigued ultrafine- grained copper. / H. W. Hoppel, Z. M. Zhou, H. Mughrabi, R. Z. Valiev // Philos. Mag. - 2002. - V. 82. - P. 1781.

79. Kulyasova, O. Microstructure and fatigue properties of the ultrafine- grained AM60 magnesium alloy processed by ECAP / O. Kulyasova, R. K. Islamgaliev, B. Mingler, M. Zehetbauer // Mater. Sci. Eng. - 2009. - V. 503. - № 176.

80. Терентьев, В. Ф. Усталость металлических материалов / В. Ф. Терентьев. // М: Наука. - 2002. - 248с.

81. Hoppel, H. W. An overview: Fatigue behaviour of ultrafine- grained metals and alloys. / H. W. Hoppel, M. Kautz, C. Xu, M. Murashkin, T. G. Langdon, R. Z. Valiev, H. Mughrabi. // Int. J. Fatigue. - 2006. - V. 28. - P. 1001 - 1010.

82. Estrin, Y. Fatigue behaviour of light alloys with ultrafine grain structure produced by severe plastic deformation: an overview / Y. Estrin, A. Vinogradov. // Int. J. Fatigue. - 2010. - V. 32. - P. 898- 907.

83. Трощенко, В.Т. Сопротивление усталости металлов и сплавов: справочник в 2- х ч. / В. Т. Трощенко, Л. А. Сосновский // К.: Наук. Думка. -1987. - 1303 с.

84. Феллоуз, Дж. Фрактография и атлас фрактограмм / Дж. Феллоуз. // М. Металлургия. - 1982. - 489 с.

85. Исламгалиев, Р. К. Структура, прочность и электропроводность медного сплава системы Си - Сг подвергнутого интенсивной пластической деформации. / Р. К. Исламгалиев, К. М. Нестеров, Р. З. Валиев // ФММ. - 2015. - Т. 116. -№ 2. - 219 с.

86. Islamgaliev, R. K. Nanostructured Cu - Cr alloy with high strength and electrical conductivity. / R. K. Islamgaliev, K. M. Nesterov, J. Bourgon, Y. Champion, R. Z. Valiev. // Journal of Applied Physics. - 2014. - V. 115. - P. 19.

87. Murashkin, M. Enhanced mechanical properties and electrical conductivity in ultra- fine grained Al alloy processed via ECAP- PC / M. Murashkin, I. Sabirov, V. Kazykhanov, E. Bobruk, A. Dubravina, R. Z. Valiev // Journal of Materials Science. - 2013. - V. 48. № 13. - P. 4501 - 4509.

88. Valiev, R. Z. A nanostructural design to produce high- strength Al alloys with enhanced electrical conductivity. / R. Z. Valiev, M. Yu. Murashkin, I. Sabirov. // Scripta Materialia. - 2014. - V. 76. - P. 13-16.

89. Sauvage, X. Optimization of electrical conductivity and strength combination by structure design at the nanoscale in Al-Mg-Si alloys / X. Sauvage, E. V. Bobruk, M. Yu. Murashkin, Y. Nasedkina, N. A. Enikeev, R. Z. Valiev // Acta Materialia. - 2015. - V. 98. - P. 355 - 366.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ИПД - интенсивная пластическая деформация;

ИПДК - интенсивная пластическая деформация кручением;

КЗ - крупнозернистый;

НС - наноструктурный;

УМЗ - ультрамелкозернистый;

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия;

РСА - рентгеноструктурный анализ;

РКУП - равноканально-угловое прессование;

РКУП - К - равноканально-угловое прессование по схеме «конформ»; ТО - термическая обработка.