Effect of low-temperature quasihydroextrusion on the structure and physical properties of CuCrZr alloy

Анотація

Досліджено зміни структурно-фізичних властивостей зміцненого осадовим методом сплаву CuCrZr під впливом низькотемпературної (77 К) квазігідроекструзії з різним ступенем деформації при температурі рідкого азоту з подальшим старінням. Перед квазігідроекструзією промислові зразки сплаву відпалювали та гартували від близької до плавлення температури для отримання пересиченого твердого розчину легуючих елементів в мідній матриці. Після квазігідроекструзії досліджено мікроструктуру, сталу гратки, густини полюсів, межу міцності та текучості, мікротвердість (в різних перерізах екструдату) та електропровідність сплаву CuCrZr в залежності від ступеня деформації квазігідроекструзією. Показано, що ступінь деформації визначає кінетику розпаду пересиченого твердого розчину та його структуру. В результаті екструзії формується анізотропна структура матриці та преципітатів, яка також визначає анізотропію властивостей матеріалу. Подальше старіння призводить до значного зменшення анізотропії властивостей. Зі збільшенням ступеня деформації при екструзії (до старіння) відбувається значне монотонне зростання фізико-механічних властивостей. Однак в діапазоні ступенів деформації 40–50% спостерігається аномальний «стрибок» всіх виміряних властивостей і структурних параметрів. Запропоновано фізичний механізм, який пояснює експериментальні результати. Механізм базується на протіканні двох кінетично різноспрямованих процесів: динамічного старіння та його гальмування внаслідок збільшення дефектності матеріалу. Останній процес суттєво проявляється при низьких температурах. В цілому низькотемпературна квазігідроекструзія дозволяє отримати комплекс достатньо високих механічних та електричних характеристик сплаву CuCrZr при відносно низьких ступенях деформації за один цикл екструзії, цьому сприяє низька температура деформації.