автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Механическое двойникование и электропластичность металлов в условиях внешних энергетических воздействий

На правах рукописи

САВЕНКО ВЛАДИМИР СЕМЕНОВИЧ

МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВОЙНИКОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОПЛАСТИЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ ВНЕШНИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Специальность: 05.02.01. «Материаловедение в машиностроении» 05,16.01. «Металловедение и термическая обработка»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА - 2004

Работа выполнена в Мозырском государственном педагогическом университете (МГЛУ).

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Троицкий Олег Александрович

доктор технических наук,

профессор Клыпин Анатолий Александрович

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук, профессор Алехин Валентин Павлович

доктор физико-математических наук, профессор

Батаронов Игорь Леонидович

Институт машиноведения имени А.А.Благонравова РАН

Защита состоится «18» февраля 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д212.129.01. в Московском государственном индустриальном университете (ГОУ МГИУ), по адресу: 115280, Москва, Автозаводская ул., дом 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИУ.

Шууз

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Фундаментальные и прикладные проблемы современного материаловедения по повышению эффективности производства, и повышению его технологического уровня определяются необходимостью создания комплекса высоких физико-механических свойств материалов в экстремальных физических условиях с высокими служебными характеристиками. Основными видами пластической деформации кристаллических тел являются скольжение и двойникование. Несмотря на то, что двойникование относится к основным видам деформирования кристаллов, в отличии от скольжения, данный вид пластической деформации изучен .недостаточно полно, в то же время экспериментальные результаты по изучению двойникования подтверждаются открытием все новых явлений. Деформирование металлов в условиях низких температур и больших скоростей нагружения часто приводит к хрупкому разрушению из-за того, что процессы пластической деформации не успевают реализоваться. Поэтому изучение кинетики пластической деформации двойникованием является актуальной задачей, как в научном, так и в прикладном плане.

В настоящее время внимание многих исследователей обращено на рассмотрение дислокационных механизмов при модификации физических свойств кристаллов. Это вызвано тем, что у подавляющего большинства материалов пластические свойства реализуются путем эволюции в них скоплений дислокаций. В то же время имеется ряд материалов, таких как, например, альфа-железо, кремнистое железо, цинк, бериллий, ил\д., пластическая деформация которых протекает путем реализации процесса двойникования. Недостаточное изучение данного вида деформации металлов не оправдано, так как сужается круг материалов, применяемых в производстве из-за отсутствия возможности программирования их физических свойств.

В большей степени процесс двойникования исследовался на стадии образования упругих двойников в ионных кристаллах. Имеются также экспериментальные данные, описывающие поведения единичных двойниковых прослоек в металлических кристаллах на стадии утолщения прослоек. Работ, же посвященных изучению двойникования,, на стадии развития остаточных двойников клиновидной формы недостаточно. Вместе с тем информация о данном процессе важна, так как развитие клиновидных двойников часто сопровождается хрупким разрушением материала. Практическая важность этого вопроса требовала поиска способов стимулирования процесса двойникования металла на начальных стадиях развития с целью предотвращения хрупкого разрушения материала.

Реализация двойникования осуществляется в случае ориентационного запрета для обычного дислокационного | о ЙА1ЯЙКМ Ьри больших

БИБЛИОТЕКА I С.Пе«>*грг Л/л } 09 М0у«т7 7 '

Л

3

скоростях нагружения и при низких температурах. Источниками генерирования двойникующих дислокаций являются концентраторы напряжений. Развитие двойников осуществляется с большими скоростями и последующие деформационные процессы на границах двойников часто приводят к разрушению материала. В связи с этим намечается путь управление кинетикой контролируемого двойникования, для создания равномерной дислокационной структуры на границах двойников с целью снижения концентрации напряжений, что предоставляет реальную возможность использовать двойникование как резерв повышения пластичности материала. С другой стороны системы тонких двойников при последующей деформации будут создавать естественные препятствия для полных дислокаций, в связи с этим созданием в материале • двойниковой структуры • возможно эффективное упрочнение материала, что является самостоятельным способом и каналом упрочнения двойнихующихся металлов.

До настоящего времени подобная задача не ставилась из-за дефицита знаний основных закономерностей развития двойникования в металлах, включая деформирование металла с током и при других видах энергетических воздействий. Имеющиеся к настоящему времени работы, посвященные электропластическому эффекту, получены на материалах, пластическая деформация которых осуществляется скольжением. Для скольжения выявлены основные закономерности развития электропластической деформации, хотя механизм эффекта также до конца не изучен.

Влияние импульсов тока на двойникование металлических кристаллов, или для краткости электропластический эффект (ЭПЭ) при двойниковании было обнаружено автором в 1978 году в работе [\]. Это послужило определенным толчком в изучении электропластического эффекта при двойниковании, так как двойникование, как и скольжение, ответственно за реализацию пластической деформации металла. Важное научное и практическое значение имеет также исследование по изучению влияния ионной имплантации, легирования и электронного облучения на физико-механические свойства материалов, так как они во многом определяют эксплуатационные характеристики материалов. С практической точки зрения актуальными представляются исследования совместного влияния ионного облучения и электрического поля на деформационные процессы в металлах Известно, что указанные виды энергетических воздействий являются эффективными способами влияния на конденсированную систему металла, которые в определенных условиях улучшают и модифицируют ее физические характеристики.

Использование импульсов тока высокой плотности, электрических и магнитных полей, ионной имплантации позволили интенсифицировать

пластическую деформацию металлов, тем самым, предоставляя принципиальную возможность управления пластической деформацией двойникованием с помощью сил немеханической природы, влияя на условия и характер упрочнения материала посредством контролируемого двойникования

Для постановки таких исследований послужили работы И.А.Гиндина, И.МЛившица, В.И.Старцева, В.И.Трефилова, В.В.Пустовалова, В.И.Альшица, Ю.А.Осипьяна, Ф.ФЛаврентьева, В.Я Кравченко, В.С.Боброва, В.Д.Нацика, показавшие зависимость физико-механических характеристик металлов, от их электронной структуры. Влияние электрического тока и электромагнитного поля на процесс пластической деформации металлов скольжением наиболее полно исследовано в работах О.АТроицкого, А.М. Рощупкина, Ю.В. Баранова, И.Л. Батаронова, В.Е Громова, А.А Клыпина, Н.Н. Беклемишева, Ю.И. Головина, Л.В. Зуева, К.М. Климова, K.Okazaki, M Kagawa, H. Conrad и др.

К настоящему времени нет установившейся точки зрения на физическую природу явления электропластичности, хотя само по себе оно- уже нашло практическое применение. В связи с этим развитие новой области физики твердого тела и материаловедения на стыке между электронной теорией металлов, физикой прочности и пластичности перспективно как в научном, так и в прикладном плане.

Следует отметить, что в зависимости от характера протекания пластической деформации, двойникование может приводить как к увеличению пластичности материала, так и к хрупкому разрушению. Образование трещин разрушения часто связано с торможением развития двойников, которые зарождаются у препятствий. Такие трещины при низких температурах и при динамических нагрузках приводят как правило к хрупкому разрушению материала.

К настоящему времени практически отсутствуют способы упрочнения двойникующихся материалов, что сдерживает практическое использование ряда перспективных металлов и сплавов на их основе. Следовательно, изыскание способов повышения пластичности и прочности двойникующихся материалов представляет собой важную практическую задачу. Решение этой задачи осуществлялось по трем направлениям:

- увеличением пластичности двойникующихся материалов за счет инициирования и развития дополнительного двойникования под влиянием внешних энергетических воздействий.

- снижением роли двойниковых границ, как концентраторов внутренних напряжений в металле путем их сокращения, либо модификации

- созданием в ходе электропластической деформации двойниковой структуры, способной упрочнять материал без снижения его пластичности.

Таким образом, в настоящей работе в отличии от практикуемых

известных структурных и механико-термических воздействий на кристаллическую решетку металла предложены новые пути управления двойникованием с помощью немеханических сил - импульсов тока большой плотности, электрических и магнитных полей, а также ионной имплантации. Связь работы с крупными научными программами, темами Научные исследования проводились в рамках тем, входящих в планы важнейших научно-исследовательских работ в области естественных наук по республиканским комплексным программам «Материал 03», «Кристаллофизика», «Электропластическая деформация технически важных материалов» рег..№ 19963351, «Исследование влияния энергетических воздействий на деформационные процессы в технически важных материалах» per. №19963352, «Исследование закономерностей влияния энергетических воздействий на деформационные процессы в технически важных материалах» рег..№ 19963364, «Исследование процессов пластической деформации монокристаллов висмута при одновременном воздействии импульсной механической нагрузки и импульсного электрического поля» per. №19973482, «Физические закономерности двойникования монокристаллов висмута в условиях внешних энергетических воздействий» per. №19981386, «Исследование влияния внешних энергетических воздействий на взаимодействие скольжения: и двойникования в облученных ионами кристаллах с ромбоэдрической структурой» per. №19991104, «Электропластическая деформация» стали» рег.№ 19994156, «Физические закономерности реализации двойникования. и скольжения в ионно-имплантированных кристаллах» per. №20002795, «Исследование влияния внешних воздействий: электрических и магнитных полей, ионного облучения на процессы переноса и двойникование модифицированных полуметаллических материалов» рег.№20021181, а также в рамках хозяйственно-договорных тем с предприятиями Беларуси и России.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы является выяснение физических механизмов пластической деформации металлов двойникованием в условиях внешних энергетических воздействий электрическими и магнитными полями, ионной имплантацией, электронным облучением, создание физических основ упрочнения двойникующихся материалов и технологических приемов на основе электропластической обработки металлов давлением, в сложных полевых условиях, в частности, в скрещенных полях.

Для достижения указанных основных целей ставились следующие частные задачи:

установление общих закономерностей стимулирования импульсами тока и другими энергетическими воздействиями процесса двойникования металла на стадии развитой пластической деформации;

изучение кинетики двойникования в модифицированных кристаллах висмута в условиях внешних энергетических воздействий; выявление особенностей электропластической деформации

двойникованием в условиях приложения к образцам постоянного магнитного поля с одновременным возбуждением электронной подсистемы металла импульсами электрического тока

разработка способов контролируемого двойникования и управления пластической деформацией' металла двойникованием с помощью электромагнитных воздействий и ионной имплантации; разработка комбинированных воздействий на деформируемые металлы в скрещенных электромагнитных полях и создание на этой основе новых интенсивных технологий обработки металлов давлением (волочением, прокаткой, штамповкой, вытяжкой, правкой, гибкой, обтяжкой, а также плющением) Объекты и методы исследования.

Объектами исследования были выбраны: монокристаллы висмута как модельный материал для изучения процессов пластической деформации двойникованием, а также монокристаллы сурьмы, бериллия и технически важные материалы — сталь и медь для изучения процессов электропластической деформации металлов. Экспериментальные исследования проводились с использованием металлографических, рентгено-структурных и электронных методов. При этом использовались стандартные и оригинальные разработанные автором методики деформирования металла в условиях действия электромагнитных полей и последующих физико-механических исследований и испытаний.

В теоретических исследованиях применялись: классические теории пластичности, упругости и прочности металлов, а при анализе и обработке экспериментальных данных - методы математической статистики и компьютерная обработка результатов. Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в следующем: впервые экспериментально установлен и теоретически обоснован электропластический эффект (ЭПЭ) при двойниковании металлических кристаллов;

установлены количественные характеристики ЭПЭ при двойниковании и основные закономерности процесса двойникования в различных металлах в зависимости от параметров и условий энергетических воздействий; исследовано влияние структурных изменений в модифицированных металлах от легирования, ионной имплантации, внешнего облучения, температуры при электропластической деформации двойникованием;

обнаружены новые каналы реализации механического двойникования в условиях внешнего энергетического воздействия;

впервые показана принципиальная возможность программированного управления процессами пластической деформации металла двойникованием;

предложен способ расчета полей напряжений у некогерентной двойниковой границы и механизмы развития клиновидных двойников в облученных ионами кристаллах висмута;

установлено влияние и предложен механизм изменения поверхностной электронной плотности заряда образцов за счет Холловской поляризации

при действии скрещенных полей (Е1Л) на процесс пластической деформации металлов.

определена геометрия приложения скрещенных электромагнитных полей по отношению к деформируемому металлу для интенсификации технологических процессов обработки металлов давлением при прокатке, волочении, штамповке и плющении в условиях сложных полевых воздействий.

установлено, что одновременное наложение полей и снижает плотность электромагнитной энергии для реализации электропластической деформации металлов.

Достоверность научных положений, результатов и выводов подтверждена многочисленными экспериментальными исследованиями автора, сопоставлением полученных научно-технических решений и их результатов с соответствующими данными других авторов, опубликованными в различных литературных источниках, а также с результатами испытаний в производственных условиях.

Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в следующем:

обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований по ЭПЭ при двойниковании, что позволило сформулировать технологические аспекты повышения пластичности и прочности двойникующихся материалов под влиянием электромагнитных полей, импульсного тока, ионной имплантации и создание на этой основе новых интенсивных технологий обработки металлов давлением, исследование влияния на процесс двойникования металлов в сложнонапряженном состоянии, легирования и ионной имплантации, а также внешнего облучения и температуры позволили установить новые каналы технологического применения различных внешних энергетических воздействий на деформацию двойникующихся материалов;

разработан и запатентован способ повышения пластичности изделий при обработке металлов давлением в ортогональных электромагнитных полях, который позволил предложить новые интенсивные технологии повышения электропластичности металла в процессе электропластической прокатки, волочения, штамповки, и плющения металла, а также ультразвукового электропластического плющения наиболее трудно- деформированных металлов и сплавов;

предложенные технические решения, касающиеся электропластической деформации стали, внедрены на Мозырском заводе железобетонных изделий при электропластической деформации правкой арматурной стали, что приводит к улучшению служебных характеристик материала и возможности его применения в ответственных конструкциях, интенсификации технологического процесса;

проведены опытно-промышленные испытания и предложена технология многократного электропластического волочения медной проволоки на ПО «Беларуськабель», позволяющая- существенно улучшить физико-механические характеристики электротехнических изделий, в частности кабелей связи;

предложенные интенсивные электротехнологии и созданные на их основе промышленные установки обеспечивают широкий спектр изделий в металлообрабатывающей промышленности при обработке металлов давлением в сложных полевых условиях, что является важнейшей задачей современного машиностроения. Основные положения выносимые на защиту

1. Экспериментальные результаты и физические основы кинетики развития пластической деформации металла двойникованием в условиях действия электромагнитных полей, импульсного тока, ионной имплантации.

2. Интенсификация процесса двойникования металла в условиях возбуждения электронной структуры и решеточной подсистемы внешними энергетическими воздействиями.

3. Физические модели новых каналов реализации процесса пластификации метала и кинетики развития двойникования при:

взаимодействии винтовых двойникующих дислокаций с препятствием и зарождении двойников на скоплениях двойникующих дислокаций; возбуждения двойникования в области двойниковых границ и снижение плотности двойникующих дислокаций на границах раздела механических двойников;

ускорение процессов релаксации напряжений и снижение вероятности хрупкого разрушения в области двойниковых границ.

4. Закономерности и механизмы интенсификации пластической деформации

металла двойникованием при одновременном действии постоянного магнитного поля и импульсного электрического тока

Поляризационные характеристики поверхностного электрического заряда от холловской поляризации материала в скрещенных электромагнитных полях, облегчающего трансляцию двойникующих дислокаций и генерацию источников двойникующих дислокаций.

5. Механизм стимуляции электрическим током дислокационных процессов при двойниковании в ионно-имплантированных монокристаллах висмута.

6. Методы обработки металлов ионными пучками и импульсами электрического тока для получения материалов с заданными эксплуатационными характеристиками и способ повышения сопротивления двойникующего материала внешним нагрузкам в микрообъемах у концентраторов напряжений, (технологический аспект)

7. Технологии многократного электропластического волочения медной проволоки и правки арматурной стали в производственных условиях

8. Способы применения и геометрия приложения внешних полей для повышения пластичности материала при обработке металлов давлением в процессах прокатки, волочения, штамповки и ультразвукового электропластического плющения.

Личный вклад автора.

Содержание результатов исследований отражает личный вклад автора. Он заключается в постановке задач исследований, в непосредственном участии в проведении экспериментальных работ вместе с аспирантами и коллегами, в самостоятельном выполнении части экспериментальных и теоретических исследований, а также в анализе и интерпретации результатов.

Работа выполнена в основном в лаборатории физики твердого тела Мозырского государственного педагогического университета, а также в других научных центрах академии наук России и Беларуси.

Апробация работы

Основные материалы и положения работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах:

«Теор. и ядерная физика полупроводников» VI Респуб. конф. молодых ученых по физ.,- Мн.: БГУ, 1980, Респуб. конф. молодых ученых по физике - Мн:. БГУ, 1984.,Третья Всесоюзная конференция по физике пластичности и прочности.-Харьков: ФТИ АН Украины, 1984, «Пластическая деформация сплавов и порошковых материалов». .- Томск: 11 У, 1985, «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность металлов и сплавов». Всесоюз. конф.. -Юрмала: ИФ АН Лат ССР, 1987, «Современные методы обработки и повышения долговечности деталей машин».. Новополоцк: НПИ, 1989 , «Достижения науки и техники в области ресурсосбережения». СССР. Междунар. конф. ГГУ, 1989,

«Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов». II Всесоюзной конф. - Юрмала: ИФ АН Лат ССР, 1990,, «Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий» II Всесоюзный семинар. - Новокузнецк: Сиб.Мет.Ин 1991, «Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности». Всесоюзная конф. - Николаев: Имаш АН России, 1992., «Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур»: Всесоюзная конф- Воронеж: ВГУ, 1992, «Физика и технология электромагнитных воздействий на структуру и механические свойства кристаллов»: школа-семинар. - Воронеж: ВГУ, 1992., «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий» междунар. конф.-Николаев: ИМаш АН России 1993., «Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин» Республ. научно-технич. конф.- Новополоцк: НПИ, 1993 г., «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов». III Междун. конф..- Воронеж: ВГУ, 1994., «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов». Междунар. конф.- Воронеж: ВГУ, 1996, «Структурные основы модификаций материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-VI)», Обнинск: ИАТЭ, 2001, Sympozum Mechaniki Zniszczenia Materialow i Konstrukcji, Avgustov, 2001, «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах». — Барнаул, 2001, «Действие электрических полей и магнитных полей на объекты и материалы», М.:Имаш РАН им. А.А. Благонравова - 2002, . The second international conference «Materials and covers in extreme conditions: researches, application, non-polluting "know-how" and salvaging of items», Kiev - 2002, Международная конференция «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов», ВГУ, Воронеж, 2003, Международная конференция "Действие электромагнитных полей и тока на материалы" ИМаш им. А.А. Благонравова РАН, Москва 2003г.

Публикации

По материалам исследования опубликовано более 80 научных трудов, в том числе монографии, 45 статей в научных журналах, 4 отчета о НИР, 32 тезисов докладов на конференциях, получено авторское свидетельство и патент на изобретение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, изложены цели , задачи и методы исследования, описана степень новизны и практической значимости полученных результатов, сформулированы основные положения , выносимые на защиту.

В первой главе «Экспериментальные методы исследования» приведены краткие сведения о механическом двойниковании металов.

Показано, что двойникование, как и скольжение, развиваются только по определенным кристаллографическим плоскостям и являются взаимно обуславливающими процессами.

Двойникование и скольжение не находятся в термодинамическом равновесном состоянии, а при любых температурах их структурная чувствительность зависит от модификации дефектов и условий деформации.

При деформировании кристалла сосредоточенной нагрузкой на плоскости спайности у концентраторов напряжений по определенным кристаллографическим направлениям появляется система клиновидных двойников. Клиновидный двойник представляет собой совокупность плоскостей, в которых процесс перестройки решетки в двойниковое положение начат, но до конца не реализован и каждая такая плоскость завершается двойникующей дислокацией, (рис.1)

Рис.1. Дислокационная модель клиновидного двойника.

Рис.2. Микрофотография двойников на плоскости спайности монокристаллов висмута, х 530. Отпечаток слева получен при нагрузке на индентор Юг. Отпечаток справа - при той же нагрузке на индентор, но во время деформации через кристалл пропускался импульс тока плотностью 600 А/мм2

Во втором параграфе приводятся сведения об объектах исследования, обосновывается их выбор, а также описаны методы и методика исследований на специальной созданной экспериментальной установке, которая позволяла деформировать кристалл двойникованием и одновременно возбуждать электронную структуру образца, пропуская импульс электрического тока большой плотности, а также создавать ортогональные электрические и магнитные поля. Кроме того описана методика вычислений количественных характеристик и погрешностей измеряемых величин.

Во второй главе «Электропластический эффект (ЭПЭ) при двойниковании металлических кристаллов» описывается суть электропластического эффекта и условия его проявления. При пропускании через

металлические монокристаллы импульсов электрического тока плотностью от 50 -1000 А/мм2 и длительностью 10"4 с, наблюдается перераспределение деформации двойникованием в окрестностях концентраторов механических напряжений. (рис.2)

Сравнение картин деформации образцов с импульсом тока и без тока показывает, что при совместном действии электрических и механических напряжений происходит стимулирование пластической деформации металла-двойникованием. В качестве модельного материала был выбран висмут, который имеет кристаллическую гранецентрированную кубическую структуру, полученную из простой кубической решетки путем незначительного смещения атомов вдоль пространственной диагонали. Кристаллическое строение висмута может служить моделью для изучения, как пластической деформации, скольжением так и двойникованием, поскольку плоскость спайности имеет ориентационный запрет для скольжения, в тоже время по ней идет развитие винтовых составляющих двойникующих дислокаций.

В висмуте при деформировании > сосредоточенной» нагрузкой на плоскости спайности (111), сравнительно легко можно инициировать появление клиновидных двойников типа {101 }<001>.

Импульс тока, пропускаемый через кристалл во время деформации, по мимо ЭПЭ, может также вызвать вторичные эффекты (пинч- и скин-эффекты), а также термическое разупрочнение решетки. Проведенные автором аналитические расчеты показали, что рассчитанный нагрев кристалла за счет выделения джоулева тепла при прохождении импульса тока, скин- и пинч- эффекты, а также инструментальные факторы не ответственны за интенсификацию процесса двойникования при электропластической деформации,

Во втором параграфе представлены количественные характеристики ЭПЭ и особенности его проявления в различных кристаллах. Показано, что с ростом плотности тока увеличиваются сдвойникованный объем и площадь границ раздела двойников. Увеличение сдвойникованного объема и площади

границ раздела происходит как за счет стимулирования процессов пробега и

генерирования двойникующих дислокаций механических двойников, образовавшихся при действии на кристалл сосредоточенной нагрузки и развившихся под действием импульса тока, так и за счет возбуждения новых источников двойникующих дислокаций в момент прохождения импульса тока и образования "электродвойников".

Если представить развитие двойника как суперпозицию нескольких элементарных процессов - возбуждение дислокационных источников, образование поверхности раздела и трансляция двойникующих дислокаций вдоль готовой поверхности раздела, то в данном случае при плотностях тока до 300 А/мм2

преобладает процесс возбуждения дислокационных источников. С дальнейшим ростом плотности тока в импульсе стимулируются процессы образования поверхности раздела и трансляции двойникующих дислокаций вдоль готовой поверхности раздела.

Многократные импульсы тока, прошедшие через кристалл во время деформации, в большей степени стимулируют процессы трансляции двойникующих дислокаций вдоль готовых поверхностей раздела и в меньшей степени работу возбуждения новых дислокационных источников двойникующих дислокаций. С увеличением числа импульсов происходит затухание двойникования, что соответствует достижению достаточной степени релаксации1 внутренних напряжений у дислокационных скоплений. Основным фактором, контролирующим двойникование, в данном случае следует считать уровень внутренних напряжений, так как импульсы тока сами по себе двойникования не вызывают. При достижении вершиной двойника областей кристалла, где уровень напряжений достаточно мал, двойникование прекращается.

Кинетика развития двойникования в условиях возбуждения электронной подсистемы приводит к снижению средней плотности двойникующих дислокаций

где А - толщина двойника у устья, Ь - длина двойника, а — параметр кристаллической решетки в направлении, перпендикулярном движению двойникующих дислокаций

С ростом амплитуды импульса, тока плотность двойникующих дислокаций уменьшается, т.е. уменьшается отклонение двойниковых границ от плоскости двойникования, а с искривлением границ раздела двойников связно возникновение хрупкого разрушения материала. Уменьшение степени некогерентности двойниковых границ, под влиянием тока и тем самым плотности двойникующих дислокаций на границах - это прежде всего уменьшение мощности дислокационных скоплений и снижение роли двойниковых границ как концентраторов внутренних напряжений, и как следствие, снижение вероятности зарождения трещин на границах двойниковых прослоек.

Предложена новая количественная характеристика двойникования где Р — нагрузка вызванная механическим напряжением, X - максимальная длина двойника. Отношение пропорционально напряжениям, обеспечивающих

перемещение винтовых двойникующих дислокаций и является аналогом предела текучести для пластической деформации двойникованием. Она соответствует диапазону стартовых напряжений для двойникующих дислокаций. Показано, что значение при электропластической деформации уменьшается, что приводит

к пластификации материала, повышая долю двойникования в общей пластической деформации двойникующихся материалов, тем самым, увеличивая резерв пластичности за счет двойникования.

В третьем параграфе рассмотрены особенности релаксации напряжений у скоплений двойникующих дислокаций. Интенсификация двойникования в условиях внешних энергетических воздействий сопровождается появлением нового канала реализации двойникования, приводящего к интенсивному размножению двойникующих дислокаций на границах раздела, что приводит к коллективному взаимодействию винтовых составляющих двойникующих дислокаций с препятствием. Показано, что релаксация внутренних напряжений осуществляется в результате развития новых двойников в энергетическом выгодном направлении, на скоплениях двойникующих дислокаций. Зарождаясь в местах концентрации напряжений двойники разряжают дислокационные скопления и тем самым уменьшают вероятность хрупкого разрушения материала. (рис.3,4.)

РисЗ Рис.4

РисЗ. Релаксация напряжений у скоплений двойникующих дислокаций. Рис.4. Реализация двойникования у препятствия на пути трансляции двойникующих дислокаций

Расчет полей внутренних напряжений у клиновидных двойников показал, что напряжения увеличиваются с приближением к двойниковой границе. У вершины двойника они имеют такой же порядок, что и у непосредственной близости от двойниковой границы, на расстоянии в два-три раза большем, (рис.5.). С удалением от границы двойника напряжения экспоненциально спадают. При этом коллектив движущихся по двойниковым границам двойникующих дислокаций может взаимодействовать с препятствием не только с образованием нового двойника, но и преодолевать сопротивление застопорившихся дислокаций с образованием второй вершины. Следует отметить также, что определенную роль в процессах ветвления и образования второй вершины двойника играет обратимость пластической деформации при двойниковании.

Рис.5 Поля напряжений у клиновидного двойника

В четвертом параграфе приведены расчеты полей внутренних напряжений с учетом особенностей двойниковых границ. Рассмотрена особая конфигурация двух клиновидных двойников, вершины которых соприкасаются друг с другом, либо расположены друг от друга на небольших расстояниях, (рис 6.)

Полученный результат может быть применен не только для расчета сил взаимодействия двойникового дублета с дислокациями, но и для определения энергии его взаимодействия с точечными дефектами, и степени величины их

концентрации у двойниковой границы, что представляет особый интерес с точки зрения программного упрочнения материалов.

Компоненты тензора напряжений. В следующих параграфах представлены результаты ЭПЭ при одноосном сжатии металлических кристаллов. Определена роль взаимодействия двойникования и скольжения. Показано, что, как и для скольжения, рост электропластического эффекта со скоростью деформации при двойниковании можно объяснить уменьшением стартовых напряжений для двойникуюших дислокаций, а также стимулированием процессов генерирования и пробега винтовых двойнихующих дислокаций. Убывание эффекта при скольжении объясняется тем, что с ростом скорости деформации часть дислокаций выбывает из этого процесса, так как их скорость становится достаточно велика, и происходит нарушение условия ускорения дислокации свободными электронами.

В третьей главе «Влияние структуры кристаллической решетки на электропластический эффект при двойниковании» представлены результаты исследований по изучению структурных изменений на кинетику двойникования при электропластической деформации

Для изучения влияния структуры исследуемых кристаллов на ЭПД использовались ионно-кластернос и структурное легирование, электронное облучение, предварительное деформирование, а также двойникование образцов в сложнонапряженном состоянии.

Точные сведения о влиянии каждого типа модификации структуры кристаллической решетки дают возможность:

1. Определить границы проявления электропластического эффекта при двойниковании в реальной кристаллической решетке.

2. Высказать соображения о механизме явления.

3. Сформулировать рекомендации для практического использования электропластического эффекта с целью создания структуры, соответствующей высоким физико-механическим свойствам материала.

Показано, что увеличение плотности полных дислокаций оказывает разное влияние на процессы зарождения двойников, генерирование двойнихующих дислокации и их пробег. Импульсы тока большой плотности, пропущенные через кристалл во время деформации, увеличивают пробег двойникующих дислокаций с

образованием новой поверхности раздела, хотя с ростом плотности полных дислокаций величина прироста пробега двойникующих дислокаций за счет импульсов тока уменьшается.

Стимулирование двойникования при возбуждении электронной подсистемы образца во время деформации наблюдается в большей степени на кристаллах с легирующей добавкой: с одной стороны, которая находится в избыточной фазе и имеет большие силовые поля и создающая дополнительные концентраторы напряжений, служащие источниками двойникующих дислокаций. Кроме того, примесь, имеющая различную валентность с атомами матрицы и вносящая возмущения в электронный спектр металла, особенно парамагнитного происхождения, способна интенсифицировать ЭПЭ, как и в случае скольжения.

Рассмотрено влияние импульсов тока на двойникование монокристаллов висмута, облученных ионами углерода, циркония, бора, а также электронами. Из исследования кинетики образования и развития ансамблей клиновидных двойников типа {101 }<001> монокристаллов Bi, облученных ионами С и Zг дозой 1017 ион/см2 при энергии 25 кэВ, следует, что ионная обработка ведет к повышению пластичности кристалла. Происходит увеличение длины пробега двойникующих дислокаций, при этом подвижность двойникующих дислокаций зависит от радиуса имплантированной примеси. В то же время облучение двойникующего материала ионами ведет к уменьшению числа двойников, возникающих у отпечатка индентора, т.е. процессы генерирования двойникующих дислокаций затрудняются. Предложена дислокационная картина клиновидного двойника и рассмотрено влияние напряжений, вызванных в кристалле имплантированной примесью, на процесс пластической деформации двойникованием в условиях возбуждения электронной подсистемы, (рис.8.)

Рис. 8. Дислокационная картина клиновидного двойника в кристалле.

Так как двойникующис дислокации являются частичными, то в общем случае их вектор Бюргерса Ь можно разложить на две составляющие: краевая Ьч •направлена вдоль оси ОХ, а винтовая Ы - вдоль оси ОУ. Тогда со стороны внутренних напряжений на двойникующис дислокации будут действовать силы, в общем случае определяемые из соотношения

ГЛг-Ъо+ (1)

где F1 — сила, действующая на дислокацию; Ь - длина дислокации; Ь - винтовая либо краевая составляющая вектора Бюргерса двойникующей дислокации; - компонента тензора напряжений.

Имплантированная примесь в кристалле распределена по закону Пирсона, она создает в слое равномерно распределенные по плоскости, проходящей на расстоянии параллельно поверхности кристалла, напряжения, компенсируемые на плоскости (111) силами поверхностного натяжения. Это дает возможность свести расчет полей напряжений в приповерхностном слое к хорошо известной задаче Прандтля, согласно которой компоненты тензора деформации для рассматриваемого слоя равны

где

а* , а'

^ ГТ ' Ь'и

нормальные, а Г^ - скалывающие напряжения, А=Ду - ширина

слоя, к - константа материала;р - произвольная постоянная.

Пропускаемый через образец импульс тока согласно Рощупкину, Батаронову также создает в кристалле напряжения.

<=г°ехр(гУ/О ()

где L - длина свободного пробега электронов; у - координата,

отсчитываемая по нормали к поверхности (111). Величина численно равная

удельной (отнесенной к единице площади) силе трения между электронной жидкостью и поверхностью раздела и имеет приближенное значение

Г ° = 104 дин/см1.

Следует отметить, что величина Т^ связана с плотностью тока j следующим образом:

О)

где Р — параметр диффузности Фукса (0< Р < 1); рр -фермиевский импульс; е - заряд электрона.

Имплантация ионов в кристалл ведет к уменьшению длины свободного . пробега электронов / в приповерхностном слое облучаемого материала, что, в

свою очередь повлечет уменьшение напряжений Т^,,то есть будет способствовать

уменьшению влияния электрического тока на подвижность двойникующих дислокаций по сравнению со случаем необлученного кристалла.

Напряжения, создаваемые сосредоточенной нагрузкой Р, действующей перпендикулярно поверхности ' к р и с т ; (Р J. (111)), хеляются из соотношения:

где - радиальная составляющая компонента тензора напряжений, создаваемых силой Р, приложенной к точке поверхности упругой среды;

г - расстояние от точки приложения силы до некоторой точки среды. Напряжения являются радиально спадающими.

Таким образом, стимулирующие подвижность двойнихующих дислокаций силы определяются соотношениями (1) (2) и (4).

В четвертой главе „Механическое двойникование в условиях сложных полевых воздействий" рассматривается элехтропластический эффект при одновременном наложении электрического и магнитного поля в монокристаллах висмута. Создание в материале механических напряжений в условиях одновременного возбуждения его электронной подсистемы электрическим и магнитным полем приводит к его существенной пластификации за счет дополнительной деформации двойникованием. Количественные характеристики дополнительного двойникования обнаруживают полярный характер и зависят от взаимной ориентации вектора поля Холла в образце и индентируемой грани. Эту зависимость невозможно объяснить действием напряжений, создаваемых силой Ампера, поскольку скалывающее напряжение за счет этой силы X—I^JillQl для

используемых плотностей тока на два порядка меньше, чем скалывающее

напряжение для двойникующих дислокаций Т = Р/1%тш- Здесь Ihk* —

максимальная сила тока, 1 и а—длина и ширина образцов, Р — нагрузка на штоке индентора, L — максимальная длина двойникового луча. Как показывает расчет, суперпозицией внешнего магнитного поля и собственного магнитного поля на поверхности образца, для данных плотностей тока можно пренебречь, хотя она может быть одной из причин неаддитивности действия полей в этих условиях. Полученные результаты невозможно объяснить и на основе классическх представлений о электропластическом эффекте, так как в этом случае плотность пластифицирующего тока ограничена снизу порогом в 50—70 А/мм2.

Пластификация монокристаллов висмута при одновременном наложении на

них электрического и магнитного полей может быть объяснена взаимодействуем двойникующих дислокаций с возбужденной свободной поверхностью. Перемещение винтовой составляющей двойникующей дислокации на одно межатомное расстояние по плоскости спайности сопровождается появлением характерной ступеньки. При этом на создание новой ячейки затрачивается энергия Ьгде Ь — вектор Бюргерса, у — поверхностная энергия. Для преодоления этой силы, распространяющейся вглубь кристалла на несколько Ь и действующей в непосредственной близости от поверхности, необходимо дополнительное локальное скалывающее напряжение , которое при находится в виде

Лт _ |ега<Ш(2)|

где и(2)—поверхностный потенциальный барьер.

Увеличение поверхностной энергии противодействует силе зеркального изображения, что притягивает к поверхности краевую компоненту двойникующей дислокации как неустойчивый объект, имеющий избыточную свободную энергию. Эта сила определяется медленно меняющимся -логарифмическим потенциалом. Подобный подход хорошо описывает поведение ЭПЭ как при положительном, так и отрицательном потенциале индснтируемой грани.

Рассмотрены механизмы влияния электромагнитных полей на двойникование металлов и физические модели, описывающие влияние электромагнитных полей на деформационные характеристики кристаллов за счет понижения дислокационных потенциальных барьеров. Показано, что рассмотрение наиболее вероятных механизмов влияния электромагнитных полей на пластическую деформацию металлов следует проводить с учетом состояния поверхности кристалла, так как возбуждение электронной подсистемы кристалла электромагнитным полем приводит к изменению его поверхностной энергии.

В случае металлов, полуметаллов и полупроводников изменение поверхностной энергии может быть достигнуто в результате создания в кристалле поля Холла при одновременном наложении во взаимно перпендикулярных направлениях электрического и магнитного полей.

Проведенные исследования показали, что диагонали отпечатка, длина двойниковых лучей и ширина их у устья, число двойников и сдвойнихованный объем при плотности тока 20 А/мм3 и магнитной индукции в 0,2 Тл соответствуют "классическому" электропластическому эффекту, наблюдаемому при плотности тока в 1000 А/мм2. Очевидно, что в данном случае плотность электромагнитной энергии в образце меньше на 3—4 порядка. Указанный эффект имеет полярный характер в зависимости от ориентации вектора Холла по отношению к деформируемой поверхности. -

J,A/m«V2

Рис 9 P и г. .10 Рис.9. Средняя ширинадвойника А(1,1') и средняя длина пробега двойникующих дислокаций ^ Li/2n (2,2") от плотности тока в импульсе при положительном (1,2) и отрицательном (1,1) потенциале индснтируемой плоскости спайности висмута.

Рис.10. Степень некогерентности двойниковых границ h/Lmax (1.1) и среднее число двойников /Т(2.2') от плотности тока при положительно (1,2) и

отрицательно (Г, 2') заряженной плоскости спайности. А .

Рис. П. Суммарный сдвойникованный объем Удв(1,Г)и площадь границ раздела Бдв (2,2') от плотности тока в импульсе при положительном (1,2) и отрицательном (1\2?) потенциале.

Полученные результаты позволяют рассматривать механизмы воздействия внешними магнитными и электрическими полями на электропластическую деформацию с учетом поверхностного состояния и открывают возможность управления процессами пластической деформации с помощью дополнительных немеханических сил при обработке металлов давлением.

Рассмотрены механизмы единой модели стимулирования пластичности проводящих материалов (полупроводников, металлов) на основе известных экспериментальных фактов. Основополагающим данного механизма является общеизвестный факт зависимости пластичности материалов от делокализации валентных электронов атомов, составляющих кристаллы.

При перестройке структуры в ядре дислокации во время пластической деформации увеличивается электростатическое отталкивание положительных ионов. Делокализованные под влиянием внешних полей валентные электроны экранируют это отталкивание, снижая величину электростатических стопоров. В рамках этой модели рассматриваются фотомеханический и электромеханический эффекты в полупроводниках и электропластический эффект в металлах Данные эффекты стимулируют пластичность кристаллов за счет увеличения электронной плотности в ядре дислокации.

В пятой главе представлены исследования температурной зависимости электропластического эффекта при двойниковании и показано, что кинетика развития двойниковакия в различных температурных диапозонах меняется.

В области азотных температур создаются условия, в которых процессы зарождения и развития двойникующих дислокаций становятся предпочтительней, чем для скользящих дислокаций. В результате прохождения импульса тока через деформируемый образец релаксация внутренних напряжений осуществляется за счет появления новых двойников, т.е. за счет двойникования. Степень нехогерентности двойниковых границ появившихся двойников соответствует плотности двойникующих дислокаций на границах раздела 103 см1

В диапазоне температур 130-150° К критические скалывающие напряжения для скольжения понижаются. С ростом температуры скольжение становится предпочтительней двойникования, что приводит к росту сил сопротивления двойникованию. Движению и зарождению двойникующих дислокаций препятствуют сидячие дислокации, но в данной температурной области при наличии концентраторов напряжений сидячие дислокации могут распадаться на двойникующие дислокации с образованием микродвойников. Поэтому в этом температурном интервале наряду с блокировкой двойникования имеется еще достаточное количество источников двойникующих дислокаций.

В температурной области 350-450°К дальнейшее уменьшение критических скалывающих напряжений для скольжения ведет к блокировке

двойникования. С ростом температуры устойчивость барьеров, пропорциональных двойной экспоненте от Т, падает, что затрудняет создание необходимых для двойникования локальных напряжений . Вместе с тем уменьшение степени некогерентности двойниковых границ в данной температурной области свидетельствует о повышении проницаемости барьеров для двойникующих дислокаций, вследствие увеличения интенсивности тепловых колебаний сегментов полных дислокаций.

В температурной области 450-550°К. с ростом температуры пластическая деформация скольжением полностью вытесняет двойникование.- При пропускании же импульсов электрического тока через кристалл во время деформации, двойникование продолжается вплоть до предплавильных температур. Таким образом ЭПЭ расширяет температурный предел двойникования.

В шестой главе представлены исследования по электропластической деформаций технически важных материалов.

Показано, что при одновременном наложении электрических и магнитных полей в условиях их ортогональности существенно интенсифицируется пластическая деформацая материалов, не обусловленная тепловыми факторами и другими физическими эффектами. Принципиальным отличием такой деформации является значительное уменьшение энергетического воздействия. Плотность пластифицирующего импульса меньше на один два порядка, чем при обычной ЭПД за счет дополнительного наложения магнитного поля. Указанный эффект открывает возможность технического применения обработки металлов давлением при ортоганальном наложении магнитных и электрических полей, что важно для деталей больших сечений.

Предложен запатентованный автором способ повышения пластичности металла, при обработке давлением в условиях наложения на зону деформации электромагнитных полей. Рекомендуется новая технология интенсификации ЭПЭ и повышения пластичности проводящих материалов на основе эффекта Холла. Сущность способа состоит в следующем: при обработке металла давлением к зоне деформации во взаимно перпендикулярных направлениях прикладываются постоянные электрические и магнитные поля. Смещение электронной плотности образца за счет возникающего эффекта Холла в зоне деформации приводит к дополнительному пластифицированию. Эффект дополнительной пластификации достигается за счет изменения поверхностной энергии деформированного металла при появлении поверхностного заряда при поляризации заготовки за счет эффекта Холла. Существенной особенностью предложенной технологии является использование обрабатывающего инструмента преимущественно из непроводящего материала. В частности это может быть реализовано при электропластическом волочении медной проволоки, через алмазные фильеры или стальной проволоки через твердосплавные фильеры. Возможно также

интенсификация ЭПД при прокатке, плющении и штамповке металла.

В параграфе 62 представлена внедренная технология электропластической деформации арматурной стали.

Наложение постоянного тока на зону деформации во время электропластической правки стальной арматуры приводит к изменению и интенсификации всех деформационных процессов и, как следствие, влияет на физико-механические характеристики материала после деформации правкой. При обычной правке металлическая заготовка проходит через правильный барабан, где к ней прикладывают внешние силы, механические нагрузки, что устраняет или уменьшает ее кривизну. В процессе многократной правки заготовка передвигается через правильный барабан в осевом направлении и подвергается знакопеременным нагрузкам, а также многократному упругопластическому изгибу, натяжению и кручению, которые приводят металл в структурно неустойчивое состояние. В результате сложнонапряженной деформации происходит наклеп, возникают внутренние напряжения, понижается степень совершенства текстуры и уменьшается пластичность, что существенно снижает служебные характеристики изделий. Часто после такой обработки материал (например, арматурная сталь) не соответствует ГОСТ для дальнейшего использования изделия.

Принципиальное отличие предлагаемой технологии заключается в том, что наложение тока на зону деформации приводит к изменению деформационных процессов при этом увеличивается пластичность во время деформирования, что приводит к уменьшению усилия деформации и, ках следствие, повышается ресурс оборудования, уменьшается электропотребление. Следует отметить, что на электропластическос волочение также имеются определенные энергетические затраты. Однако они невелики из-за малых значений электрического напряжения в зоне деформации не более 30—40 Вт. Изменяется, также внутренняя структура материала, снижаются внутренние напряжения, уменьшается рост а-фазы, который приводит к поверхностному упрочнению, наклепу. Важным отличием предлагаемого способа, от используемой в настоящее время технологии правки арматурной стали является улучшение физико-механических характеристик, изделия: повышение остаточной пластичности без заметного снижения прочностных свойств изделия, что приводит к улучшению служебных характеристик материала и возможности его применения в ответственных конструкциях. Этот эффект можно объяснить взаимодействием электрического тока с дислокациями, участвующими в пластической деформации металла. В зависимости от полярности тока

электроны движутся в направлении деформации или в противоположную сторону. В случае совпадения направления движения электронов с составляющей деформации электроны способствуют движению дефектов в том же направлении. В противоположном случае электроны затормаживают движение дефектов (или действуют только термически).

Табяица 1. Механические свойств* арматурной стали

Механические свойства Без тока Стоком

+ -> - --> +

Разрывное усилие (Ун, Па 738 745.6 737Д

Относительное удлинение €, % 143 19,7 • 18,6

Микротвердость Нм, «г/мм3 1.8 102 1.4.102 1,42.102

Микроструктурными исследованиями было установлено наличие ферритоперлитнон структуры в образцах, прошедших электропластическую правку, с 15—20% перлита и неравноосными зернами. Размеры областей когерентного рассеяния максимальны у образцов, деформированных при полярности тока от минуса к плюсу и минимальны при полярности от плюса к минуса и при ^0 (без тока) имеют промежуточные значения. Таким образом, можно констатировать, что электропластическая деформация с полярностью от минуса к плюсу дает более равновесную структуру, чем деформация при !=0 или деформация с током при полярности от плюса к минусу дающая наиболее искаженную структуру. При деформации от плюса к минусу происходит более существенное измельчение структуры, и деформация осуществляется при больших микро искажениях.

Под действием тока большой плотности происходит измельчение микроструктуры металла. При этом степень измельчения тем выше, чем больше сила тока. Данное явление можно объяснить тем, что электрический ток, проходящий через образец во время деформирования, приводит к повышению пластичности исследуемых образцов, зерна в большей степени деформируются и приобретают при этом неравноосную форму, то есть заготовка текстурируется. На микрофотографиях деформированные зерна располагаются своим минимальным сечением параллельно плоскости шлифа.(рис12.)

Рис. 12. Микроструктура образцов после электропластической деформации:

а - деформирование без тока; б,г - деформирование с током полярностью минус до зоны деформации; вд - полярностью плюс до зоны деформации; б,в - сила тока 600 А/мм2; г,д - 950 А/мм1 В третьем параграфе представлены результаты технологических исследований многократного электропластического волочения медной проволоки. Показано, что в результате ЭПВ по сравнению с обычным волочением улучшаются электрические характеристики медной проволоки: уменьшаются удельное электросопротивление и индуктивность, увеличивается добротность, падает волновое сопротивление. Указанные параметры отвечают ГОСТ на проволоку. При волочении проволоки в очаге деформации внутри волоки происходит обжатие и вытяжка металла сопровождаемая генерированием дефектов (со скоростью деформации, обусловленной скоростью волочения и степенью деформации проволоки в волоке). В зависимости от полярности тока электроны движутся в направлении деформации или в противоположную сторону. В случае совпадения направления движения электронов с составляющей деформации (режим 3) электроны способствуют движению дефектов в том же направлении, сопротивление деформации понижается, а пластичность металла повышается. В противоположном случае (режим 2) электроны затормаживают движение дефектов (или действуют только термически). Это приводит к необходимости увеличения усилий волочения по сравнению с тем, когда направления движения электронов и составляющей деформации совпадают.

Этим можно объяснить полярность действия тока по достижении максимальной плотности тока при режимах 2 (1200) и 3 (1500 А/мм2). Тот факт, что при волочении без тока (режим 1) усилия волочения повышаются, объясняется отсутствием дополнительной пластификации металла. Тепловым действием тока объясняется обрыв проволоки при значениях плотности тока выше указанных. Для использования тока большей плотности необходимо применить более интенсивный жидкосной теплоотвод от участка проволоки в близи волоки, по которому пропускается электрический ток.

Наибольшее действие ток оказывает на удельное электросопротивление. Максимальный эффект достигается при подключении минуса источника тока до волоки. На значения других электрических характеристик; полярность тока оказывает меньшее влияние. В результате электропластического волочения улучшаются также механические характеристики меди: увеличивается разрывное усилие и относительное удлинение.

Выявленные закономерности в улучшении электрических и механических свойств медной проволоки после многократного электропластического волочения открывают определенные возможности в упрощении процесса изготовления медной проволоки путем замены обычного волочения электропластическим с исключением из технологического цикла операций промежуточного отжига, что существенно повысит экономичность технологического процесса. Кроме того, повышение степени совершенства аксиальной текстуры проволоки и уменьшение ее электрического сопротивления после ЭПВ позволяет получать промышленные кабели специального назначения с меньшим сечением при сохранной несущей электрической способностью.

Свойства ГОСТ 2112-71 Режимы волочения

1 2 3

рЛ$*Ом-м 1,660 1,764 1,683 1,594

ЦМГм * 10,63 9.00 8,23

<5, кг1 • 3,72 4,81 5,85

пионом * 6,51 6,22 5,91

- ГОСТ 2112-71 на указанные параметры отсутствует

Таблица 3 Механические свойства медной проволоки

Свойства ГОСТ 2112- Режимы волочения

71

1 2 3

Р.кГс 4,73 4,35 4,71 4,66

3,% 3,6 3,6 3,1 2,8

В параграфе 6.4 представлены исследования по повышение электропластичности металла в скрещенных электромагнитных полях и рассмотрены дополнительные механизмы пластификации металла в ортогональных электромагнитных полях.

В запатентованном автором способе повышения пластичности проводящего материала за счет наложения на зону деформации скрещенных электромагнитных полей, реализуется интенсификация электропластической деформации за счет эффекта Холла. Общий принцип способа, который можно применять при любом виде обработки металлов давлением с участием тока, заключается в том, что к деформируемому образцу во взаимно перпендикулярных направлениях прикладываются постоянные электрическое и магнитное поля. При этом под влиянием эффекта Холла происходит смещение электронной плотности образца в зоне деформации, что усиливает электропластический эффект. Сопутствующим эффектом является появление заряда при поляризации образца за счет эффекта Холла.

При наложении на зону электропластической деформации металла скрещенных электромагнитных полей в соответствии с принципом суперпозиции полей может усилится также пинч-действие импульсного тока и вызванная им активная вибрация металла заготовки, что создает дополнительный механизм и независимый канал пластификации металла.

Приведены технологические схемы и приемы применения скрещенных электромагнитных полей в процессах электропластического волочения, прокатки, штамповки и вытяжки металла, а также ультразвукового электропластического плющения наиболее трудно деформируемых металлов и сплавов.

Рассмотрен способ повышение электропластичности проволоки при ее волочении за счет наложения на зону деформации скрещенных электромагнитных полей. Устройство для подведения тока в ходе

электропластического волочения проволоки, устанавливается на стандартный волочильный стан вместо штатного узла с волокой (рис. 13) Волока при такой схеме подведения тока не включена в электрическую цепь, но механически деформирует внутри себя проволоку с током.

Рис 13. Устройство для подведения тока в виде вращающихся латунных и меднографитовых щеточных контактов при ЭВП стальной проволоки: 1 - волокодержатель; 2 - волока; 3 - штуцер для подачи эмульсии; 4 - корпус, 5 - стенка; б - щеткодержатель; 7 - нажимная пружина; 8 - щетка; 9 - ось; 10 - подшипник; 11 - проволока, проходящая ЭВП.

В способе повышения пластичности проволоки при ее волочении за счет вибрации от пинч-эффекта за зоной деформации волока устанавливается до контактных роликов, где создается активная вибрация металла заготовки за счет пинч-действия импульсного тока за пределами зоны деформации проволоки и усиления его в скрещенных электромагнитных полях.

Подобное расположение мест поступления энергии от электрического и магнитного полей исключает электропластическое и тепловое действие тока и может быть применено, когда требуется лишь снизить трение в волоке и полностью исключить тепловое действие тока. Активная вибрация металла заготовки, снижающая ее трение в волоке, задается частотой импульсного тока.

Предложен также способ повышения пластичности проволоки при се волочении за счет тепловой подготовки и пинч-эффекта. При этом волока устанавливается после контактных роликов, где создается тепловая подготовка проволоки за счет Джоулева эффекта и активная вибрация металла перед зоной деформации проволоки в волоке.

При таком расположении мест поступление энергии от электрического и

магнитных полей исключается электропластическое действие тока, но возможна тепловая подготовка проволоки, что необходимо в процессе волочения для специальных видов стали, вольфрама, молибдена и ряда сплавов. Кроме того при таком способе комбинированного воздействия эффективно снижается трение в волоке за счет активной вибрации металла перед зоной деформации, задаваемой частотой импульсного тока.

Для максимальной локализации зоны действие тока и вибрации предложен способ наложения - скрещенных электромагнитных полей на зону деформации металла внутри разрезной волоки. В случае, если тело волоки выполнено из магнитотвердого материала, появляется возможность осуществлять электропластическое волочение проволоки в скрещенных электромагнитных полях, что, как и в предыдущих рассмотренных способах, создает дополнительный механизм пластификации материала и снижает усилия волочения проволоки за счет ее вибрации в зоне действия импульсного тока при наложении на волоку поперечного постоянного магнитного поля напряженностью

Рис. 14. Способ электропластической прокатки (ЭПП) с подведением тока от валка к валку в скрещенных электромагнитных полях

Механизм интенсификации электропластической прокатки в скрещенных электромагнитных полях от валка к валку состоит также из усиления электропластического эффекта при смещении электронной плотности материала заготовки под влиянием эффекта Холла в зоне деформации, а также появления активной вибрации металла за счет пинч-эффекта, создающего независимый канал пластификации материала и снижения усилий прокатки.

В способе электропластической прокатки в скрещенных электромагнитных полях при подведении тока к заготовке и к валкам, вектор плотности тока меняет направление от горизонтального при вхождении тока в зону деформации на вертикальное, что усиливает проработку прокатываемого металла током.

Рис. 15. Способ ЭПП с подведением тока одним полюсом через скользящий контакт до зоны деформации заготовки между валками, а вторым полюсом через валки Что касается вектора электрического поля Е, то он также меняет направление с горизонтального на вертикальное, но направлен в обратную сторону. На рис. 15 показано его направление в центре зоны деформации металла между валками.

Наконец вектор внешнего постоянного магнитного поля // направлен в поперечном направлении по отношению к векторам плотности тока у и

напряженности электрического поля £,т.е. вдоль образующей валков. При таком способе подведения тока зона его действия расширяется и появляется возможность производить тепловую подготовку прокатываемой полосы или листа.

Наиболее перспективный и выгодный с точки зрения отсутствия электроэррозионных явлений на валках, является способ электропластической прокатки в скрещенных полях с подведением импульсного тока к заготовке до и после зоны деформации.

Электроимпульсная интенсификация* технологических операций листовой штамповки тонкостенных деталей обшивки планера летательных аппаратов может также осуществляться в скрещенных полях. Расположение

векторов , и в специфических операциях штамповки меняется в

зависимости от вида операций. В скрещенных полях и возможно

осуществление интенсификации процесса электропластической штамповки. Точность изготовления подсечек будет в один прием соответствовать точности изготовления штампа. В отличии от подсечки профилей при гибке профилей с растяжением возникает необходимость коррекции приведенной пооперационной схемы ЭПШ в скрещенных полях £ и Я

Способ поперечной обтяжки обшивок крыла самолета в скрещенных электромагнитных полях имеет также свои особенности, так как к заготовке, имеющей двойную кривизну,' предъявляются повышенные требования в

отношении высокой точности выполнения сгибов листа и полного отсутствия пружинения. (рис. 14)

Для сохранения симметрии внешнего энергетического воздействия и во избежании коробления в силу неоднородности электропластической деформации

целесообразно менять направление внешнего магнитного поля и применять

импульсный ток сериями с невысокой частотой (0,1-1 Гц), соответствующей времени штамповки детали.

Интенсификация процесса ультразвукового плющения достигается наложением на зону плющения проволоки в ленту переменного магнитного поля // , и симбатных по частоте ультразвука и импульсного тока (примерно 14 кГц).

В этом случае могут быть достигнуты рекордные единичные обжатия трудно деформируемых материалов до 90% и выше.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1.Впервые экспериментально установлен и теоретически обоснован электропластический эффект при двойниковании металлов, заключающийся в интенсификации пластической деформации двойникованием при одновременном действии механических напряжений и энергетических воздействий электрическими и магнитными полями, ионной имплантацией, электронным облучением.

2.Установлены физические основы кинетики развития двойникования в условиях возбуждения электронной подсистемы металла. Показано, что с ростом плотности тока стимулируются процессы образования поверхности раздела, и трансляции двойникующих дислокаций вдоль готовой поверхности раздела, увеличивается пробег и генерирование двойникующих дислокаций, что открывает возможности дополнительной пластификации двойникующего материала, повышая долю двойникования в общей пластической деформации, увеличивая тем самым резерв пластичности двойникующихся материалов.

3. Установлены и проанализированы физические модели новых каналов реализации двойникования. Показано, что возбуждение двойникования в области двойниковых границ приводит к интенсивному размножению двойникующих дислокаций и коллективному взаимодействию винтовых составляющих двойникующих дислокаций с препятствием, что открывает новые каналы реализации двойникования. Расчет полей напряжений у клиновидного двойника показал перераспределение напряжений у его вершины, при этом коллектив движущихся по двойниковым границам двойникующих дислокаций может взаимодействовать с препятствием не только с образованием невого двойника, но и преодолевать сопротивление с образованием

второй вершины. Полученный результат может быть применен не только для расчета сил взаимодействия двойникового дублета с дислокациями, но и для определения энергии его взаимодействия с точечными дефектами и степени их концентрации у двойниковой границы.

4. Возбуждение механического двойникования внешними полевыми воздействиями не только пластифицирует, но и повышает реальную прочность материала. Показано, что стимулирование двойникования • импульсами тока приводит к снижению плотности двойникующих дислокаций на границах раздела механических двойников, выравниванию их дислокационной структуры, ускорению процессов релаксации напряжений, что снижает вероятность хрупкого разрушения в области двойниковых границ.

5. Показано, что при совместном действии механических и электрических напряжений на облученных электронами, а также ионами бора, углерода, азота и циркония кристаллах уменьшается степень некогерентности двойниковых границ (И/Ь) , обусловленная внутренними напряжениями, вызванными в кристалле имплантированной примесью.

6. Предложен механизм пластифицирующего влияния поверхностного электрического заряда, заключающийся в изменении энергии в приповерхностном слое металла, связанной с дополнительным локальным напряжения поверхностного стопора под влиянием эффекта Холла.

7. Впервые показано, что ионно-кластерное легирование дает новый метод программированного управления двойникованием и рядом физических свойств конструкционных материалов. Установлено, что имплантированная примесь стимулирует подвижность двойникующих дислокаций в зависимости от ее радиуса; за счет возникновения дополнительных сил, действующих на винтовую и краевую составляющие двойникующих дислокаций, а также увеличивает их стартовые скорости, обусловленные напряженным состоянием в приповерхностном слое, в котором находятся источники двойникующих дислокаций. Причиной гашения источников двойникующих дислокаций в результате ионной обработки кристаллов является изменение упругих характеристик приповерхностного слоя.

8. Впервые обнаружена существенная пластификация металлов при одновременном наложении ортогональных электрических и магнитных полей во время деформации. Показано, что электрический заряд, возникающий на поверхности образца в результате холловской поляризации, облегчает работу дислокационных источников и стимулирует трансляцию двойникующих дислокаций вдоль готовых поверхностей раздела, приводит к частичной разрядке дальнодействующих упругих напряжений в скоплениях двойникующих дислокаций и появлению новых каналов реализации процесса пластической деформации двойникованием. При этом получено, что плотность электрического

тока в образце в случае одновременного воздействия полей и ниже на порядок.

9. Разработан запатентованный способ повышения пластичности проводящего материала за счет наложения на зону деформации скрещенных электромагнитных полей. При этом реализуется интенсификация механизма электропластического эффекта. Общий принцип способа, который можно применять при любом виде обработки металлов давлением с участием тока, заключается в том, что к деформируемому образцу во взаимно перпендикулярных направлениях прикладываются постоянные электрическое и магнитное поля. При этом под влиянием эффекта Холла происходит смещение электронной плотности образца в зоне деформации, что усиливает электропластический эффект. Сопутствующим эффектом является появление заряда при поляризации образца за счет эффекта Холла.

10. Разработана и внедрена новая технология электропластической деформации арматурной стали. Принципиальное отличие предлагаемой технологии заключается в том, что наложение тока на зону деформации приводит к изменению деформационных процессов: увеличивается пластичность во время деформирования, уменьшаются усилия деформации и, как следствие, повышается ресурс оборудования и уменьшается электропотребление. Изменяется также внутренняя структура материала (снижаются внутренние напряжения, содержание а-фазы, которая приводит к поверхностному упрочнению, наклепу). Важным отличием предлагаемого способа от используемой в настоящее время технологии правки является улучшение физико-механических характеристик изделия: повышение остаточной пластичности без заметного снижения прочностных свойств изделия, что приводит к улучшению служебных характеристик материала и возможности его применения в ответственных конструкциях.

11. Разработана технология многократного электропластического волочения медной проволоки. Показано, что в результате электропластического волочения улучшаются электрические характеристики медной проволоки: уменьшаются удельное электросопротивление и индуктивность, увеличивается добротность, падает волновое сопротивление.

В результате электропластического волочения улучшаются также механические характеристики медной проволоки: увеличивается разрывное усилие и относительное удлинение. Выявленные закономерности в улучшении электрических и механических свойств медной проволоки после многократного электропластического волочения открывают определенные возможности в упрощении процесса изготовления медной проволоки для кабелей специального назначения путем замены обычного волочения электропластическим с исключением из технологического цикла операций промежуточного отжига.

12. Разработаны технологические схемы и приемы применения скрещенных электромагнитных полей в процессах электропластического волочения, прокатки, штамповки и вытяжки металла, а также ультразвукового электропластического плющения наиболее трудно деформируемых металлов и сплавов. При наложении на зону электропластической деформации металла скрещенных электромагнитных полей в соответствии с принципом суперпозиции полей усиливается, пинч-действие импульсного тока и вызванная им активная вибрация металла заготовки, что создает дополнительный механизм и независимый канал пластификации металла.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Савенко B.C. Влияние импульсов тока на двойникование кристаллов висмута.// Физические свойства газов и твердых тел: Сборник научных трудов. Мн: МГПИ, -1978. С. 27-30

2. Савенко B.C., Башмаков В.И. Двойникование кристаллов висмута при сложно-напряженном состоянии.// Физические свойства газов и твердых тел: Сборник научных трудов. Мн: МГПИ - 1978 С.36-40

3. Савенко B.C. Анизотропия электромеханического эффекта при двойниковании кристаллов висмута // Физические свойства газов и твердых тел. Сборник научных трудов. Мн: МГПИ - 1979. С. 18-23

4.' Савенко B.C. Влияние примесей на электромеханический эффект при двойниковании кристаллов висмута // Физические свойства газов и твердых тел. Сборник научных трудов. Мн: МГПИ. 1979. С. 43-47.

5. Савенко B.C., Цедрик М.С Влияние облучения на электромеханический эффект при двойниковании кристаллов висмута. // Изв. АН БССР Сер. физ.-мат. наук. Мн.:,- 1980. -№ 2- С.105-108.

6. Савенко B.C., Возбуждение двойникования импульсами тока в облученных кристаллах висмута. // Теор. и ядерная физика полупроводников тез: Докл. VI Респуб. конф. молодых ученых по физ. ч. II, - Мн.: БГУ, - 1980.

7. Башмаков В.И, Савенко В.С, Цедрик М.С. Возбуждение двойникования в кристаллах висмута импульсами тока большой плотности. // Изв. АН БССР. Сер. физ.-мат. наук. Мн.:- 1980 - N4, - С. 109-114.

8. Башмаков В.И, Савенко В.С Изучение электромеханического эффекта при двойниковании кристаллов висмута в интервале температур77-530К // Изв. Вузов. Физика. М: - 1980 - N7. С.29-33.

9. Савенко В.С Упрочнение двойникующихся материалов при электронно-пластической деформации. // Тезисы докл. респуб. конф. молодых ученых по физике ч. II - Мн: БГУ - 1984.С. 4-5

10. Савенко В.С Упрочнение двойникующихся материалов армированием кристаллической решетки двойниками. // Тез. докл. третьей Всесоюзной

школы по физике пластичности и прочности. - Харьков: ФТИ АН Украины. -1984.С. 24

11. Савенко B.C., Спицын В.И., Троицкий О.А .Электронно-пластический эффект при двойниковании кристаллов висмута. // Доклады АН СССР -1985.-Т 283.- N5. СЛШ-1184.

12. Савенко В.С Расчет вклада пинч-эффекта и Джоулева тепла в электропластичности при двойниковании кристаллов висмута. // Известия АН БССР сер. физ.-мат. наук, - 1985 - N2. - С. 105-108.

13. Савенко В.С Шороп Г.Н., Троицкий О.А., Баранов Ю.В., Кирьянчев Н.Е. Электропластическое волочение медной проволоки.// Пластическая деформация сплавов и порошковых материалов. Тез. докл. конф. - Томск: ТГУ. -1985. С.1 К

14. Троицкий О.А., Савенко B.C.,, Сташенко В.И, Шороп Г.Н., Кирьянчев Н.Е, Калоша В.К., Опимах В.Н., Калымбетов П.Р. Многократное электропластическое волочение медной- проволоки // Известия АН СССР. Металлы, - 1986 - №5 - С.97-99.

15. Савенко B.C., Троицкий О.А. Способ и устройство? электропластического волочения медной проволоки. // Бюл. Рацл И.Л. N86-09. - 1986. С. 5.

16. Савенко B.C., Троицкий, О.А., Сташенко В.И., Папиров» И.И. Электропластическая деформация сверхпластичного металла и сплава. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность металлов и сплавов // Тез.докл. Всесоюз. конф.. - Юрмала: ИФ АН ЛатССР - 1987. С.9-10.

17. Савенко B.C., Действие электрических полей на двойникование металлических кристаллов // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность металлов и сплавов. Тез.докл. I Всесоюзн. конф -Юрмала: ИФ АН Лат ССР - 1987. С. 17

18. Савенко B.C. Селезнев А.И. Упрочнение двойникующихся материалов импульсами тока большой плотности. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность металлов и сплавов // Тез.долк. I Всесоюз. конф. - Юрмала: ИФ АН Лат ССР - 1987.С.23

19. Савенко B.C., Липский Н.П., Горнистов В.Д Элекропластическая деформация металлов правкой /ЭПП/ // Современные методы обработки и повышения долговечности деталей машин.. Тез. докл. в научно-техн. конф Новополоцк: НПИ - 1989. С. 25.

20. Савенко В.С Ресурсо-сберегающая технология электропластической деформации стали. // Достижения науки и техники в области ресурсосбережения. Тез.долк. Междунар. конф. ГГУ - 1989.С. 7

21. Савенко В.С Электропластическая правка арматурной стали // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. II Всесоюзной конф. - Юрмала: ИФ АН Лат ССР. - 1990, С. 100.

22. Савенко В.С, Шаврей С.Д. Влияние электропластической деформации на физико-механические характеристики арматурной стали. // Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий: Тез. докл. II Всесоюного семинара:Новокузнецк: Сиб.Мет.Ин - 1991.С. 43.

23. Савенко В.С, Пинчук А.И. Импульсная электропластическая деформация арматурной стали. // Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности: Тез. докл. Всесоюзной, конф. - Николаев: Имаш АН России,- 1992. С. 124

24. Савенко В.С .Липский Н.П., Пинчук А.И. Улучшение физико-механических характеристик стали A-I ст.З// Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур: Тез. докл. Всесоюзной конф - Воронеж: ВГУ. - 1992. С. 65

25. Савенко В.С, Пинчук А.И., Злотник В.Б. Влияние магнитного и электрического полей на электропластическую дефомацию стали.// Физика и технология электромагнитных воздействий на структуру и механические свойства кристаллов: Тез. докл. III школы-семинара, - Воронеж: ВГУ. -1992. С. 78-79.

26. Савенко В.С, Пинчук А.И., К механизму повышения пластичности проводящих материалов.// Известия ВУЗов СССР. сер. Черная металлургия -1992.-N6-C.64

27. Савенко В.С,. Липский Н.П., Пинчук А. И Улучшение физико-химических характеристик конструкционных материалов при электропластической деформации. // Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий: Тез. докл. междунар. конф. - Николаев: ИМАШ АН России - 1993. С. 53-55.

28. Савенко В.С,. Пинчук А.И. Влияние магнитного и электрического полей на физико-механические свойства поликристаллов // Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий: Тез. докл. междунар. конф.- Николаев: ИМАШ АН России, - 1993. С. 35

29. Савенко В.С, Липский Н.П., Пинчук А.И. Повышение долговечности оборудования для обработки металлов давлением при воздействии на деталь электромагнитными полями во время деформирования // Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин:Тез. докл. Республ. научно-технич. конф.- Новополоцк: НПИ, -1993. С. 28

30. Савенко В.С Липский Н.П., Пинчук А.И., Шаврей С.Д. Электропластическая деформация арматурной стали. // Известия АН РБ сер. физ-тех наук - 1993 -№1 - С.26-30

31. Савенко В.С, Пинчук А.И К вопросу о механизмах электропластической деформации металлов. // Известия АНБ №2, сер. физ.-техн. наук. - 1993. С.27-31

32. Савенко В.С, Троицкий О.А., Липский Н.П., Баранов О.В., Пинчук А.И. Электропластическая правка и прокатка стали. // Известия АНБ, сер. физ.-техн. наук.№1, - 1994, С. 14

33. Савенко В.С, Пинчук А.И Упрочнение двойникующихся материалов в электромагнитных полях. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов.:Тез. докл. III Междун. конф.. - 1994, Воронеж: ВГУ.С. 12

34. Савенко В.С, Пинчук А.И Изменение механических характеристик монокристаллов висмута при одновременном наложении электрического и магнитного поля. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. Докл. III Междунар. конф.. - 1994., Воронеж ВГУС.9

35. Савенко В.С, Пинчук А.И. Понарядов В.В., Злотник В.Б Электропластический эффект при одновременном наложении электрического и магнитного поля в монокристалах висмута // Весник Бел.ГосУн-та, серия физ-мат наук 1, - 1995, - №2, С.27

36. Савенко В.С.,Пинчук А.И., Злотник В.Б., Шаврей В.Д., Понарядов В.В. Механизмы влияния- электромагнитных полей на деформацию металлов. // Весник Бел.Гос.Ун-та., серия физ-мат наук 1 - 1995.- -№ 1, С.12.

37. Савенко В.С, Шаврей С.Д., Пинчук А.И., Остриков О.М. Новые каналы реализации - процесса деформации. двойникованием при одновременном воздействии- электромагнитного и механического полей. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов // Тез. докл. Междунар. конф. Воронеж: ВГУ — 1996,.С. 31

38. Савенко В.С, Пинчук А.И., Шаврей С.Д., Остриков О.М. Пластификация монокристаллов висмута при одновременном воздействии электрического и магнитного поля // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. Междунар. конф Воронеж: ВГУ.- 1996.. С.41

39. Савенко В.С, Остриков О.М Поля напряжений вокруг двойникующих дислокаций в изотропной электропроводящей среде, находящейся во внешнем электрическом поле. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. док. Междунар. конф. Воронеж: ВГУ- 1996, С.32

40. Савенко В.С, Остриков О.М., Пинчук А.И., Шаврей С.Д Применение статистического метода к изучению электростимулированного двойникования кристаллов висмута. // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. Междунар. конф. Воронеж: ВГУ - 1996. С. 12

41. Савенко В.С, Пинчук А.И., Злотник В.Б., Шаврей С.Д., Понорядов В Электропластический эффект при одновременном наложении

электрического и магнитных полей в области больших плотностей тока. // Вестник. БГУ серия физ-мат наук 1 - 1996 - №2 - С.25

42. Савенко B.C. Пинчук А.И.Способ повышения пластичности проводящих материалов на основе эффекта Холла // Патент. Российской Федерации на изобретение №2052514 -1996

43. Савенко В.С, Пинчук А.И., Шаврей С.Д. Пластификация монокристаллов висмута при одновременном наложении электрического и магнитного поля.// Известия РАН Серия физическая - 1997 - Т.61 - №5 - С.932

44. Савенко B.C., Остриков О.М Поля напряжений вокруг бесконечной дислокационной лестницы // Известия АНБ Серия физ.-мат. наук - 1997 -№1 С. 129 (Деп. в ВИНИТИ №327-В97)

45. Савенко В.С, Остриков О.М. Поля напряжений у границы клиновидного двойника.// Письма в ЖТФ. - 1997 - Т.23, №22 - С. 1-6

46. Савенко В.С, Остриков О.М Эволюция ансамблей клиновидных двойников в монокристаллах висмута, облученных ионами углерода. // сб.науч трудов «Актуальные проблемы природоведческих, технических и гуманитарных наук»: - Мозырь: - 1997. С. 79-82

47. Савенко В.С Новые каналы реализации механического двойникования. // Письма в ЖТФ - 1998 - т.24, №9 - С.43-49

48. Савенко В.С, Углов В.В., Остриков О.М., Ходоскин А.П. Двойникование монокристаллов висмута, облученных ионами бора // Письма в ЖТФ. - 1998 -Т.24, № 8.-С. 1-9.

49. Савенко В.С, Углов В.В., Остриков О.М., Ходоскин А.П. Влияние импульсов электрического тока на двойникование монокристаллов висмута, облученных ионами углерода. // Физики металлов и металловедение -1998.-Т.85,№5.-С.96-105.

50. Савенко В.С, Остриков О.М. Влияние электрического тока на распределение примесей у двойниковой границы. // Известия вузов. Сер. черная металлургия. -1998, №6. - С. 12-14.

51. Савенко В.С, Остриков О.М. Применение статического метода для изучения кинетики .образования клиновидных двойников в кристаллах висмута при наложении на них электрических и магнитных полей // Весщ НАН Беларуа, Серия физико-математических наук №2, - 1998, с.43-49

52. Савенко B.C., Остриков О.М. Расчет полей напряжений вокруг двойникового дублета // Весш НАН Беларуа, Серия физико-математических наук №3,- 1998 с.21-26

53. Савенко B.C., Остриков О.М. Двойникование монокристаллов висмута, облученных ионами углерода // Becui HAH Беларусь Серия физико-математических наук, -1998 №2 (деп.№35 В98)

54. Савенко B.C., Углов В.В., Остриков О.М. Распределение примесей у двойниковой границы // Весш НАН Беларуа, Серия физико-математических

наук, - 1998 № 2(дсп №33 В98)

55. Савснко B.C., Углов В..В., Остриков О.М. Электропластический эффект при двойниковании монокристаллов висмута, облученных ионами бора. // Известия ВУЗов. Черная мсталургия - 1999, №3 - C.S2-55

56. Savenko V.f Pinchuk A., ZlotnikV., Shavrey D. .Plastificaition of Bismuth Cnistal under Simultaneous Superposition of Electric and Magnetic Fields // Zeitschrift fUr METALLKUNDE, - Munchen, -1998, №7. С 498-500

57. Савенко B.C., Остриков О.М Энергия взаимодействия точечных дефектов с некогерентной двойниковой границей // Труды Мозырского государственного педагогического института. - Мозырь: - 1999. С.210-214

58. Савенко B.C. Исследование влияния энергетических воздействий на деформационные процессы в технически важных материалах // Веские. Мазырскага педагапчнага шетытута 'шя Н.К. Крупскай, - Мозырь: - 1999, 161,027-30

59. Савенко B.C., Углов В.В., Остриков О.М., Эволюция ансамблей клиновидных двойников в монокристаллах висмута, облученных ионами углерода и циркония // Кристаллография -1999, №6, т.44. С.1-6

60. Pinchuk A., Savenko V. Electroplastic effect under the simultaneous superposition of electric and magnetic fields // Journal of applied physics 1999. №5, p 1-4

61. Савенко B.C., Остриков O.M., Энергия взаимодействия точечных дефектов с некогерентной двойниковой границей // Труды Мозырского государственного педагогического института им.НЛСКрупской - Мозырь: МГПИ-1999.С.56.

62. Савенко В.С Механическое двойникование металлов в условиях внешних энергетических воздействий // Минск: «Технопринт», - 2000, - 218 с.

63. Савенко В.С,. Троицкий ОА. Электропласгическая дефоромация монокристаллов цинка и сплава цинка 0,4% алюминия в условиях структурной сверхпластичности // Весшк МДШ, - 2000, № 3- С.10-13

64. Савенко B.C. Электропластическая деформация сталя// «Структурные основы модификаций материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-VI)», - 2001, Обнинск ИАТЭ. С.71.

65. Savenko V.S. Упрочнение двойникующих материалов в условиях энергетических воздействий. // Sympozjum Mechaniki Zniszczenia Materialow i Konstrukcji, Avgustov, - 2001, C.64.

66. Савенко B.C., Гречанкиков Э.Е Явление электропластического упрочнения арматурной стали.// «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах»: Тезлокл. Международной конференции - Барнаул, - 2001.С. 103

67. Савенко B.C., Гречанников Э.Е, Шепелевич В.Г Структурные особенности быстрозатвердевших фольг сплавов Bi-I5ar.% Sb // Машиностроение: Сб.науч.трудов. Вып. 18 Мн.: УП «Технопринт», - 2002 - CJ54-359

68. Савенко B.C., Гречанников Э.Е. Влияние отжига на структуру и

электрические свойства быстрозатвердевших фолы сплавов Bi-15aT.% Sb ат.% германия // Действие электрических полей (электрического тока) и магнитных полей на объекты и материалы: Тездокл. научного семинара, М.:ИМАШ им. А.А.Благонравова РАН., - 2002 - С. 146-147

69. Савенко B.C., Гречаннихов Э.Е. Влияние структурных изменений на ЭПД полуметаллов при двойниковании // Действие электрических полей (электрического тока) и магнитных полей на объекты и материалы: Тездокл. научного семинара М/.ИМАШ имАА.Благонравов РАН. - 2002 - С. 145.

70. Savcnko V.S., V.G.Chepelevich, RRGretchannikov, STRUCTURAL FEATURES of the fast HARDENED METAL PAPERS of ALLOYS Bi-15 at % Sb // The second international conference «Materials and covers in extreme

. conditions: researches, application, non-polluting "know-how" and salvaging of items», Kiev - 2002, p.331-332

71. Савенко B.C., Влияния легирования на кинетику развития двойникования при электропластической деформации монокристаллов висмута // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тездокл. Международной конференции - 2003, Воронеж, С. 37-38

72. Савенко B.C., Шаврей С.Д. Влияние длительности импульсов тока на двойнихование в кристаллах висмута при одновременном воздействии магнитного поля и сосредоточенной нагрузки // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тездокл. Международной конференции. - 2003, Воронеж, С. 114

73. Савенко B.C.,. Влияние магнитного поля на микротвердость при двойниковании кристаллов висмута // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тездокл. Международной конференции. • 2003, Воронеж, С. 1 IS

74. Савенко B.C., Троицкий О.А. Деформационные процессы в скрещенных электромагнитных полях // Весшк МДПУ. - 2003. С. 18-22

75. Савенко B.C., Троицкий О.А. Дополнительные механизмы пластификации металла в скрещенных электромагнитных полях. // Весшк МДПУ. - 2003. С. 12-16

76. Троицкий ОА., Савенко B.C. Повышение электропластичности металла в скрещенных электромагнитных полях // Тяжелое машиностроение - 2003, №6.С.8-И

77. Савенко B.C. Механическое двойникование и электропластичность металлов в условиях внешних энергетических воздействий.// Монография. Издан. 2-е дополненное и переработанное. Мн: БГАФК - 2003, С.203.

78. Савенко B.C. Электронно-пластический эффект при двойниковании металлов // Докл. международной конф. «Действие электромагнитных полей и тока на материалы» ИМАШ им. А.А. Благо нравова РАН, - 2003, с.34-37.

САВЕНКО ВЛАДИМИР СЕМЕНОВИЧ

Механическое двойяиковаяие и электропластичность металлов в условиях внешних энергетических воздействий АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 28.12.2003. Формат бумаги 60x84/16 Печать оперативная. Усл.п.л.3,5. Уч.-изд.л. 3,75

_Тираж 110 экз._

МГПУ, 247760, Мозырь, Студенческая, 28

№ - 1094

РНБ Русский фонд

2004-4 22022