Влияние легирующих добавок на структуру Al-Li-сплавов и механизмы деформирования в условиях сверхпластичности (аналитический обзор)

Использование структурной сверхпластичности является перспективным направлением развития технологий создания изделий сложной формы с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. Деформирование в режиме сверхпластичности характеризуется пониженными (в сравнении с обычной пластической обработкой) нагрузками на обрабатывающие инструменты и сокращением числа операций финишной обработки. Предпочтительным представляется реализация обработки в режиме структурной сверхпластичности при относительно умеренных гомологических температурах (менее 0,7) и высоких скоростях (порядка 10-2 с-1), в котором возможно сохранение равноосной формы зерен с несущественным изменением их размеров. При обозначенных условиях для многих сплавов, предварительно подготовленных методами интенсивной пластической деформации, в экспериментах на одноосное растяжение с выходом в режим структурной сверхпластичности наблюдается стадийность (колоколообразность) кривых растяжения. Последнее связано с действием и взаимодействием различных физических механизмов, сменой их ролей в ходе процесса деформирования, с эволюцией дефектной структуры материала. На перечисленные факторы оказывают влияние исходные температурно-скоростные условия и характеристики структуры материала после его предварительной обработки, в частности, форма и размеры зерен, доля высокоугловых границ, степень рекристаллизованности структуры, наличие легирующих добавок, которые могут образовывать в материале различные фазы. В предлагаемом обзоре предпринята попытка систематизировать экспериментальные данные по сверхпластичности алюминиевых сплавов 1420 и 1421 с акцентированием внимания на основных характеристиках структуры материала до и во время испытания на сверхпластическое деформирование, а также ее влияние на действующие механизмы. Это позволит сформировать более полное представление о физической природе процесса деформирования с переходом к режиму структурной сверхпластичности для алюминиевых сплавов и разработать сценарий действия и взаимодействия механизмов с учетом влияния эволюционирующей структуры материала. Указанное будет являться концептуальной основной для развития многоуровневой конститутивной модели неупругого деформирования сплавов, способной описывать изменение структуры материала и смену режимов деформирования, необходимой для совершенствования технологий сверхпластического формования.