vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2024-69-4-286-296vestift-864Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSПовышение эксплуатационных характеристик алюминия путем электропластической деформацииImproving the operating characteristics of aluminium by electroplastic deformationСавенкоВ. С.SavenkoV. S.

Савенко Владимир Семенович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой физики и математики

ул. Студенческая, 28, 247760, Мозырь, Гомельская область

Vladimir S. Savenko – Dr. Sci. (Engineering), Professor, Head of the Physics and Mathematics Department 

28, Studencheskaya Str., 247760, Mozyr, Gomel Region

savenko.vladimir195@gmail.comЯнцзыЧ.YangziCh.

Чэнь Янцзы – аспирант кафедры физики и математики

ул. Студенческая, 28, 247760, Мозырь, Гомельская область

Chen Yangzi – Graduate Student of the Physics and Mathematics Department 

28, Studencheskaya Str., 247760, Mozyr, Gomel Region

494650763@qq.comМозырский государственный педагогический университет имени И. П. ШамякинаMozyr State Pedagogical University named after I. P. Shamyakin202409012025694286296Copyright © Савенко В.С., Янцзы Ч., 20252025Савенко В.С., Янцзы Ч.Savenko V.S., Yangzi C.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/864

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований электропластического волочения (ЭПВ) электротехнического алюминия на промышленном многоходовом стане. Рассмотрено влияние импульсного тока плотностью ~ 103 А/мм2 и длительностью ~ 10–4 с на реализацию ЭПВ в деформационном узле с волокой, нагруженном выше предела текучести, в условиях возбуждения электронной подсистемы металла, и показана принципиальная возможность управления деформационными процессами для улучшения физико-механических свойств технического алюминия. Выявлено, что в условиях электропластичности за счет пондеромоторных эффектов в зоне деформации с периодичностью импульсов тока на фронте их нарастания создается ультразвуковая вибрация, которая обусловливает дополнительные механические напряжения остова кристаллической решетки и активно влияет на кинетику пластической деформации, что способствует улучшению характеристик. Областями технологического применения ЭПВ являются сверхтонкое, тонкое волочение проволоки (до диаметра ~ 1 мм), прокатка тонкого листа, вытяжка и штамповка материала. Указанные технологии обеспечивают выпуск самой массовой продукции металлообрабатывающей промышленности.

The article presents the results of theoretical and experimental studies of electroplastic deformation by drawing (EPD) of electrical aluminum on an industrial multi-pass mill. The influence of a pulsed current with a density of ~ 103 A/mm2 and a duration of ~10–4 s on the implementation of EPT in a deformation unit loaded above the yield limit, under conditions of excitation of the electronic subsystem of the metal, is considered, and the fundamental possibility of programmed control of deformation processes for modifying the physical and mechanical properties of technically important materials is shown. It was revealed that under conditions of electroplasticity, due to ponderomotive effects in the deformation zone, with the periodicity of current pulses at the front of their increase, ultrasonic vibration is created, causing additional mechanical stresses of the crystal lattice skeleton and actively influencing the kinetics of plastic deformation with improving the service characteristics of the material. The areas of technological application of EPV are drawing of ultra-fine, thin wire (up to ~ 1 mm in diameter), rolling of thin sheets, drawing and stamping of material. The installed technologies correspond to the most widespread production in the metalworking industry.

алюминийэлектропластическая деформацияпондеромоторное действие токапинч- и скин- эффектыимпульсный токсобственное магнитное полевихревое электрическое полеполе Холламикротвердостьaluminumelectroplastic deformationponderomotive action of currentpinch and skin effectpulsed currentintrinsic magnetic fieldvortex electric fieldHall fieldmicrohardnessReferencesТроицкий, О. А. Электромеханический эффект в металлах / О. А. Троицкий // Письма в ЖЭТФ. – 1969. – Т. 10, № 1. – С. 18–22.Troitskii O. A. Electromechanical effect in metals. Pis’ma v Zhurnal eksperimental’noi i teoreticheskoi fiziki = JETP Letters, 1969, vol. 10, pp.18–22 (in Russian).Okazaki, K. The electroplastic effect in titanium [Electronic resource] / K. Okazaki, M. Kagawa, H. Conrad. – Mode of access: https://cdn.ymaws.com/titanium.org/resource/resmgr/ZZ-WTCP1980-VOL1/1980_Vol.1-6-The_Electroplas.pdfOkazaki K., Kagawa M., Conrad H. The electroplastic effect in titanium. Available at: https://cdn.ymaws.com/titanium.org/resource/resmgr/ZZ-WTCP1980-VOL1/1980_Vol.1-6-The_Electroplas.pdfMolotskii, M. Dislocation paths in a magnetic field / M. Molotskii, V. Fleurov // J. Phys. Chem. B. – 2000. – Vol. 104, № 16. – Р. 3812–3816. https://doi.org/10.1021/jp993259gMolotskii M., Fleurov V. Dislocation paths in a magnetic field. Journal of Physical Chemistry B, 2000, vol. 104, no. 16, pp. 3812–3816. https://doi.org/10.1021/jp993259gSprecher, A. F. Overview no. 49: On the mechanisms for the electroplastic effect in metals / A. F. Sprecher, S. L. Mannan, H. Conrad // Acta Met. – 1986. – Vol. 34, № 7. – P. 1145–1162. https://doi.org/10.1016/0001-6160(86)90001-5Sprecher A. F., Mannan S. L., Conrad H. Overview no. 49: On the mechanisms for the electroplastic effect in metals. Acta Metallurgica, 1986, vol. 34, no. 7, pp. 1145–1162. https://doi.org/10.1016/0001-6160(86)90001-5Molotskii, M. Plasticity of ferromagnets near the Curie point / M. Molotskii, V. Fleurov // Philos. Mag. A. – 2003. – Vol. 83, № 12. – Р. 1421–1430. https://doi.org/10.1080/01478643031000078495Molotskii M., Fleurov V. Plasticity of ferromagnets near the Curie point. Philosophical Magazine A, 2003, vol. 83, no. 12, pp. 1421–1430. https://doi.org/10.1080/01478643031000078495Троицкий, О. А. Фундаментальные и прикладные исследования электропластической деформации металлов / О. А. Троицкий, В. С. Савенко. – Минск: ИВЦ Минфина, 2013. – 375 с.Troitskii O. A., Savenko V. S. Fundamental and Applied Studies of Electroplastic Deformation of Metals. Minsk, Information and Computing Center of the Ministry of Finance, 2013. 375 p. (in Russian).Molotskii, M. Magnetic effects in electroplasticity of metals / M. Molotskii, V. Fleurov // Phys. Rev. B. – 1991. – Vol. 52, № 22. – Р. 311–317. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.52.15829Molotskii M., Fleurov V. Magnetic effects in electroplasticity of metals. Physical Review B, 1991, vol. 52, no. 22, pp. 311–317. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.52.15829Savenko, V. S. Electroplastic effect under the simultaneous superposition and magnetic fields / V. S. Savenko // J. Appl. Phys. – 1999. – Vol. 86, № 5. – Р. 2479–2482. https://doi.org/10.1063/1.371080Savenko V. S. Electroplastic effect under the simultaneous superposition and magnetic fields. Journal of Applied Physics, 1999, vol. 86, no. 5, pp. 2479–2482. https://doi.org/10.1063/1.371080Влияние высокоэнергетических воздействий на модификацию физико-механических характеристик стали / В. С. Савенко [и др.] // Журн. Белорус. гос. ун-та. Физика. – 2020. – № 3. – С. 65–75. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2020-3-65-75Savenko V. S., Troitskiy O. A., Hrushchov M. M., Stashenko V. I., Zernitsa D. A. Effects of high energy on steel structure in deformation. Zhurnal Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Fizika = Journal of the Belarusian State University. Physics, 2020, no. 3, pp. 65–75 (in Russian). https://doi.org/10.33581/2520-2243-2020-3-65-75Савенко, В. С. Вклад пондеромоторных факторов в реализацию электропластической деформации / В. С. Савенко, О. А. Троицкий, А. Г. Силивонец // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2017. – № 1. – С. 85–91.Savenko V. S., Troickij O. A., Silivonec A. G. The contribution of ponderomotive factors in implementation of electroplasticity deformation. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-tekhnichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2017, no. 1, pp. 85–91 (in Russian).Savenko, V. S. Electroplastic deformation by twinning metals / V. S. Savenko // Acta Mechanica et Аutomatic. – 2018. – Vol. 12, № 4. – Р. 6–12. https://doi.org/10.2478/ama-2018-0039Savenko V. S. Electroplastic deformation by twinning metals. Acta Mechanica et Аutomatic, 2018, vol. 12, no. 4, pp. 6–12. https://doi.org/10.2478/ama-2018-0039Батаронов, И. Л. О влиянии электрического тока и магнитного поля на взаимодействие дислокаций с точечными дефектами в металлах / И. Л. Батаронов, А. М. Рощупкин // Физика твердого тела. – 1988. – Т. 30, № 11. – С. 3311–3318.Bataronov I. L., Roshchupkin A. M. On the influence of electric current and magnetic field on the interaction of dislocations with point defects in metals. Solid State Physics, 1988, vol. 30, no. 11, pp. 3311–3318.Воздействия импульсами тока и СВЧ-изучением на конструкционные материалы. Электродинамические и электрохимические эффекты в проводниках / О. А. Троицкий [и др.]. – М.: Ким Л. А., 2019. – 278 с.Troitskii O. A., Stashenko V. I., Savenko V. S. Impact of Current Pulses and Microwave Studies on Structural Materials. Electrodynamic and Electrochemical Effects in Conductors. Moscow, Kim L. A. Publ., 2019. 278 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.