Формування комплексу властивостей мідного дроту, методом комбінованої деформації крученням з розтягуванням
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.252282Ключові слова:
мідний дрот М1, електротехнічне призначення, підвищення міцності, підвищення пластичних характеристик, релаксація напруженьАнотація
Об'єктом дослідження є механічні властивості мідного дроту М1 електротехнічного призначення підданого комбінованій деформації крученням з розтягуванням. Одним з найбільш проблемних моментів в експлуатації такого дроту є його пориви при експлуатації через низьку міцність і пластичність. За ДСТУ EN 13602:2010 регламентуються тимчасовий опір розриву, відносне подовження, кількість перегинів і кількість скручування до повного руйнування. Для збільшення терміну служби виробу потрібне підвищення міцності та пластичних характеристик.
У ході дослідження використовувалися методи впливу на матеріал комбінованою пластичною деформацією крученням з розтягуванням, виконано визначення механічних характеристик (межі міцності, справжньої деформації до руйнування, відносного подовження, відносного звуження) та електропровідності. У роботі використані інструменти статистичного аналізу для моделювання та графічного відображення даних.
Запропонований підхід дозволяє підібрати режими комбінованої деформації, що забезпечують оптимальне поєднання межі міцності та відносного звуження мідного дроту М1. При певних режимах такої деформації зі збільшенням ступеня деформації вдається підвищити характеристики міцності та одночасно отримати високі значення пластичності.
Отримані результати дозволяють вважати комбіновану деформацію ефективним інструментом для досягнення високих значень величини істинної руйнівної напруги та граничної деформації з метою підвищення службових характеристик деформованого дроту. Показано, що при такій обробці виникають релаксаційні процеси, що призводить до зниження напруги та різкого збільшення пластичних характеристик. Уточнення механізмів формування комплексу характеристик дозволяє керувати особливостями структури та, відповідно, рівнем механічних властивостей для отримання дроту, що поєднує високу міцність із підвищеною в'язкістю. Це дозволяє розробляти режими деформації для отримання мідного дроту з особливими властивостями залежно від вимог замовників, наприклад: міцного дроту зі зниженим рівнем електроопору.
Посилання
- Pashinskaia, E. G. (2009). Fiziko-mekhanicheskie osnovy izmelcheniia struktury pri kombinirovannoi plasticheskoi deformatsii. Donetsk: Izdatelstvo «Veber», 352.
- Utiashev, F. Z., Raab, G. I., Valitov, V. A. (2020). Deformatsionnoe nanostrukturirovanie metallov i splavov. Saint Petersburg: Naukoemkie tekhnologii, 185.
- Segal, V. M. (1995). Materials processing by simple shear. Materials Science and Engineering: A, 197 (2), 157–164. doi: http://doi.org/10.1016/0921-5093(95)09705-8
- Xue, Q., Liao, X. Z., Zhu, Y. T., Gray, G. T. (2005). Formation mechanisms of nanostructures in stainless steel during high-strain-rate severe plastic deformation. Materials Science and Engineering: A, 410-411, 252–256. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2005.08.022
- Nagaraj, M., Ravisankar, B. (2018). Effect of Severe Plastic Deformation on Microstructural and Mechanical Properties of Structural Steel IS2062. Transactions of the Indian Institute of Metals, 71 (9), 2315–2323. doi: http://doi.org/10.1007/s12666-018-1363-3
- Kawasaki, M., Langdon, T. G. (2008). The significance of strain reversals during processing by high-pressure torsion. Materials Science and Engineering: A, 498 (1-2), 341–348. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2008.08.021
- Li, J., Li, F., Zhao, C., Chen, H., Ma, X., Li, J. (2016). Experimental study on pure copper subjected to different severe plastic deformation modes. Materials Science and Engineering: A, 656, 142–150. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2016.01.018
- Zhang, J., Huang, Z., Rui, W., Li, J., Tian, Y., Li, J. (2019). Effect of Combined Torsion and Tension on the Microstructure and Fracture Behavior of 316L Austenitic Stainless Steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 28 (9), 5691–5701. doi: http://doi.org/10.1007/s11665-019-04316-4
- Dong, H., Guo, F., Huang, W., Yang, X., Zhu, X., Li, H., Jiang, L. (2021). Shear banding behavior of AA2099 Al-Li alloy in asymmetrical rolling and its effect on recrystallization in subsequent annealing. Materials Characterization, 177, 111155. doi: http://doi.org/10.1016/j.matchar.2021.111155
- Ren, X., Huang, Y., Zhang, X., Li, H., Zhao, Y. (2021). Influence of shear deformation during asymmetric rolling on the microstructure, texture, and mechanical properties of the AZ31B magnesium alloy sheet. Materials Science and Engineering: A, 800, 140306. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2020.140306
- Naydenkin, E. V., Mishin, I. P., Ratochka, I. V., Oborin, V. A., Bannikov, M. V., Bilalov, D. A., Naydenkin, K. E. (2021). Fatigue and fracture behavior of ultrafine-grained near β titanium alloy produced by radial shear rolling and subsequent aging. Materials Science and Engineering: A, 810, 140968. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2021.140968
- Naizabekov, A., Lezhnev, S., Arbuz, A., Panin, E. (2018). The effect of radial-shear rolling on microstructure and mechanical properties of stainless austenitic steel AISI-321. MATEC Web of Conferences, 190, 11003. doi: http://doi.org/10.1051/matecconf/201819011003
- Gamin, Y. V., Muñoz Bolaños, J. A., Aleschenko, A. S., Komissarov, A. A., Bunits, N. S., Nikolaev, D. A. et. al. (2021). Influence of the radial-shear rolling (RSR) process on the microstructure, electrical conductivity and mechanical properties of a Cu–Ni–Cr–Si alloy. Materials Science and Engineering: A, 822, 141676. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141676
- Zhilyaev, A. P., Shakhova, I., Belyakov, A., Kaibyshev, R., Langdon, T. G. (2013). Wear resistance and electroconductivity in copper processed by severe plastic deformation. Wear, 305 (1-2), 89–99. doi: http://doi.org/10.1016/j.wear.2013.06.001
- Pashinskaia, E. G., Podrezov, Iu. N., Verbilo, D. G., Kraliuk, M. A., Danilenko, N. I. (2014). Vliianie parametrov intensivnoi kombinirovannoi plasticheskoi deformatsii na mekhanicheskie svoistva medi. Deformatsiia i razrushenie, 1, 9–15.
- Taylor, J. I. (1928). Hardening of aluminium at the plastic deformation. Journal of the Institute of Metals, 62, 307–311.
- Trefilov, V. I., Moiseev, V. F., Pechkovskii, E. P. et. al. (1989). Deformatsionnoe uprochnenie i razrushenie polikristallicheskikh metallov. Kyiv: Naukova dumka, 256.
- Podrezov, Iu. N., Firstov, S. A. (2006). Dva podkhoda k analizu krivykh deformatsionnogo uprochneniia. Fizika i tekhnika vysokikh davlenii, 15 (4), 17–34.
- Zavdoveev, A., Len, A., Pashinska, E. (2020). Small Angle Neutron Scattering Study of Nanoscale Structure of Low-Carbon Steel After Rolling with Shear Followed by Cold Drawing. Metals and Materials International, 27 (3), 481–487. doi: http://doi.org/10.1007/s12540-020-00766-x
- Zavdoveev, A., Baudin, T., Rogante, M., Pashinska, E., Skoryk, M. (2020). Shear impact during steel wire drawing on grain boundaries and mechanical properties. Letters on Materials, 10 (4s), 558–565. doi: http://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-558-565
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Olena Pashynska, Volodymyr Pashynskyi, Maryna Kraliuk, Igor Boyko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
