В статье рассматриваются особенности механического поведения ультрамелкозернистого (УМЗ) титана Grade 4, полученного комбинацией РКУП-Conform с последующим волочением в зависимости от температуры окружающей среды и скорости деформации в интервале от 10-5 до 10-3 с-1. Показано, что уменьшение скорости деформации до 10-4 и 10-5 с-1 при комнатной температуре в обоих структурных состояниях приводит к небольшому снижению предела прочности при растяжении. При этом относительное удлинение в крупнозернистом (КЗ) титане увеличивается, а в УМЗ титане – сохраняется на том же уровне. При температуре испытаний 350 °С УМЗ титан демонстрирует повышенную пластичность с сохранением более высокой прочности по сравнению с КЗ состоянием (770 и 325 МПа, соответственно), а также повышенные значения скоростной чувствительности напряжения течения (m = 0,06 и 0,02) при скоростях деформации 10-4 - 10-5 с-1, соответственно.
The paper describes specific features of mechanical behavior of ultrafine grained (UFG) titanium Grade 4, produced by a combination of ECAP-Conform with subsequent drawing, depending on the temperature and strain rate in the range from 10-5 to 10-3 1/s. It is demonstrated that decreasing in strain rate to 10-4 and 10-5 s-1 at room temperature in both structural states leads to a slight decrease in the ultimate tensile strength. Herewith, the relative elongation in CG titanium increases, while it preserves at the same level in UFG titanium. At a temperature of 350 оС, UFG titanium demonstrates enhanced ductility, preserving higher strength as compared to the CG state (770 and 325 MPa, accordingly), as well as enhanced values of rate sensitivity to the flow stress (m=0.06 and 0.02) at the strain rate of 10-4 and -10-5 с-1, accordingly.
1. Валиев Р. З. Объемные наноструктурные металлические материалы. Получение, структура и свойства / Р. З. Валиев, И. В. Александров.– М.: ИКЦ "Академкнига", 2007.– 398 с.
2. Механическое поведение ультрамелкозернистых титановых прутков, полученных с использованием интенсивной пластической деформации / Семенова И. П. [и др.] // Физика металлов и металловедение. – 2008. – Т. 106, № 2. – С. 1-9.
3. Наноструктурный титан для биомедицинских применений: новые разработки и перспективы коммерциализации / Валиев Р. З. [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т. 3, № 9. – 10.– С. 80-89.
4. Continuous processing of ultrafine grained Al by ECAP – Conform / G. I. Raab [et al.] // Mater. Sci. Eng.. – 2004. – Vol. A382. – P. 30-34.
5. Grain refinement and properties of pure Ti processed by warm ECAP and cold rolling / V. V. Stolyarov [et al.] // Mater. Sci. Eng.. – 2003. – Vol. A343. – P. 43-50.
6. Microstructure and properties of pure Ti processed by ECAP and cold extrusion / V. V. Stolyarov [et al.] // Mater. Sci. Eng. – 2001. – Vol. A303. – P. 82-89.
7. Titanium in medicinе / D. M. Brunette [et al.]. – Berlin: Springer, 2001. – 1019 p.
8. US Patent No. 7,152,448, USC 72/262. Continuous Equal-Channel Angular Pressing / Y. T. Zhu [et al].; Los Alamos National Security, LLC (Los Alamos, NM). – filed 16.12.04; issued 26.12.06.
9. Valiev R. Z. The effect of annealing on tensile deformation behavior of nanostructured SPD titanium / R. Z. Valiev, A. V. Sergueeva, A. K. Mukherjee // Scripta Mater. – 2003. – Vol. 49, № 7. – P. 669-674.
10. Zhao Y. Strategies for Improving Tensile Ductility of Bulk Nanostructured Materials / Y. Zhao, Y. Zhu, E. J. Lavernia // Advanced Engineering Materials, Special Issue: Bulk Nanostructured Materials. – 2010. – Vol. 12, Issue 8. – Р. 769-778.