Влияние деформации сдвигом под давлением при различных температурах на механические свойства циркониевого сплава Э125

摘要

Проведено исследование влияния деформации сдвигом методом кручения под высоким квазигидростатическим давлением (КВД) при различных температурах, а также постдеформационного отжига на механические свойства промышленного циркониевого сплава марки Э125 (Zr-2,5%Nb). КВД-деформацию выполняли на плоских образцах сплава в рекристаллизованном состоянии диаметром 20 и исходной толщиной 1,5 мм. Метод КВД реализовывали при комнатной температуре, а также при температурах 300 и 325 °С, давлении 4 ГПа с числом оборотов нижней наковальни N-5. В качестве методов исследования материала использовали измерение микротвердости по Виккерсу, рентгенофазовый анализ (РФА), а также испытания на растяжение миниатюрных образцов, вырезанных из сплава после КВД. Установлено, что наибольшее упрочнение сплава наблюдалось после КВД при комнатной температуре: значения микротвердости увеличились в 2,4-2,5 раза по сравнению с исходными и составили 380-400 Н/. Отжиг образцов сплава, обработанных методом КВД, приводит к разупрочнению материала, а повышение температуры КВД способствует повышению термической стабильности сплава. Определены механические свойства (пределы текучести и прочности, относительное удлинение) образцов сплава после КВД и последующего отжига. Полученные образцы характеризуются высокой прочностью и очень низкой пластичностью (разрушение образцов при растяжении происходит на упругой области кривой напряжение -деформация при значениях напряжения 920-1060 МПа). Установлены режимы деформационно-термической обработки сплава, обеспечивающие сочетание высокой прочности и удовлетворительной пластичности. Для сплава, обработанного КВД при температуре 325 °С и отожженного при 400 °С, условный предел текучести и предел прочности составили 840 и 900 МПа соответственно, а относительное удлинение - 4 %. Полученные результаты позволяют расширить использование циркониевых сплавов в качестве материала для изготовления медицинских имплантатов и медицинских инструментов.