Повышение эксплуатационных характеристик алюминия путем электропластической деформации

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.

1. Троицкий, О. А. Электромеханический эффект в металлах / О. А. Троицкий // Письма в ЖЭТФ. – 1969. – Т. 10, № 1. – С. 18–22.

2. 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.pdf

3. Molotskii, 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/jp993259g

4. Sprecher, 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)90001-5

5. Molotskii, 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/10.1080/01478643031000078495

6. Троицкий, О. А. Фундаментальные и прикладные исследования электропластической деформации металлов / О. А. Троицкий, В. С. Савенко. – Минск: ИВЦ Минфина, 2013. – 375 с.

7. 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.52.15829

8. Savenko, 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/10.1063/1.371080

9. Влияние 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/10.33581/2520-2243-2020-3-65-75

10. Савенко, 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.

11. 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-2018-0039

12. Батаронов, 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.

13. 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.