Исследование механического поведения двухфазной композиции Mg-Ni в процессе быстрого сжатия

В работе приведены результаты использования хорошо известного в металлургии метода прессования в качестве нового способа получения материалов, склонных к высокой сорбционной емкости водорода. Метод позволяет в процессе прессования не только получить консолидированный конечный продукт из исходных порошковых ингредиентов Mg и Ni, но и осуществить фазовое превращение - получение в составе композиции Mg-Ni фазы Mg2Ni, что является уникальным результатом. Установлено, что ключевым моментом в формировании фазового состава образца является температура проведения прессования (Fast Forging). Повышение температуры (ниже температуры эвтектики) приводит к практически полному исчерпанию свободного никеля и появлению фазы Mg2Ni в структуре материала без плавления заготовки. С целью определения оптимальных условий деформирования для получения сплава с максимальным содержанием фазы Mg2Ni построена 2D расчетная модель ячейки с произвольным распределением разно-размерных частиц никеля в магнии. Численное моделирование процесса адиабатического сжатия ячейки до величины средних деформаций 80-90 % показало, что, помимо предварительного нагрева образца в камере для осуществления Fast Forging, необходимо учитывать повышение температуры образца в процессе удара молота при прессовании. Установлено, что с ростом начальной температуры от 20 до 400 °С вклад повышения температуры при интенсивной пластической деформации снижается. Приведены результаты численного моделирования повышения температуры на границе касания двух материалов - магний/никель. Рассчитаны поля деформаций в 2D модельной ячейке, что позволило оценить механическое поведение системы при Fast Forging. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментом.