14.09.2026
Структура, механические и трибологические свойства многокомпонентных сплавов после равноканального углового прессования
Исследователи из ИФПМ СО РАН получили значительные результаты в области материаловедения при разработке многокомпонентных материалов из алюминиевой бронзы и нержавеющей стали. Работа выходит на новый уровень благодаря применению аддитивных технологий и представляет собой важный шаг в разработке материалов нового поколения.
Данная работа посвящена всестороннему исследованию многокомпонентных сплавов (МКС) Cu-Fe(Cr, Ni) и Cu(Al)-Fe(Cr, Ni), полученных с помощью проволочно-электронно-лучевой аддитивной технологии (ПЭЛАТ), которые были подвергнуты равноканальному угловому прессованию (РКУП). Эти материалы уникальны по своей структуре и фазовому составу, а также впервые были подвергнуты РКУП. Результаты исследования показывают, что, несмотря на одинаковую микроструктуру обоих сплавов, состоящую из медной матрицы и стальных частиц, их поведение при РКУП существенно различается. Присутствие алюминия в качестве легирующего элемента в бронзе влияет не только на микроструктуру и механическую прочность готового сплава бронзы с нержавеющей сталью, но и способствует контрдиффузии никеля и алюминия. В результате в стальных частицах появляются выделения Fe3AlκIV, а в α-Cu(Al, Ni)-матрице – NiAlκIII, что приводит к дисперсионному упрочнению обеих фаз. Это упрочнение и двойникование являются основными причинами локализации напряжений в виде полос сдвига и квазихрупкого поведения сплава Cu(Al)-Fe(Cr, Ni), подвергнутого РКУП, с пределом прочности при растяжении 321 МПа и относительным удлинением <0,05. Экстремальная центрифугирование также приводит к повышению прочности и твердости готовых материалов за счет деформационного упрочнения и измельчения зерна. Тем не менее даже после экстремального центрифугирования при температуре 400 °C коэффициент трения и износ этих образцов составили 0,1–0,2 мм и 0,2 мм (0,01 г).
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН тема FWRW-2024-0001. Результаты исследования опубликованы в журнале Progress in Additive Manufacturing (Q1, Impact factor 5.2).
Panfilov, A., Chumaevskii, A., Gurianov, D., Osipovich, K., Rubtsov, V., Kolubaev, E., Tarasov., S. The influence of equal-channel angular pressing on the structure and properties of multi-component alloys Cu-Fe(Cr, Ni) and Cu(Al)-Fe(Cr, Ni) obtained by multi-wire electron beam additive manufacturing. Prog Addit Manuf (2026). https://doi.org/10.1007/s40964-026-01948-6
Данная работа посвящена всестороннему исследованию многокомпонентных сплавов (МКС) Cu-Fe(Cr, Ni) и Cu(Al)-Fe(Cr, Ni), полученных с помощью проволочно-электронно-лучевой аддитивной технологии (ПЭЛАТ), которые были подвергнуты равноканальному угловому прессованию (РКУП). Эти материалы уникальны по своей структуре и фазовому составу, а также впервые были подвергнуты РКУП. Результаты исследования показывают, что, несмотря на одинаковую микроструктуру обоих сплавов, состоящую из медной матрицы и стальных частиц, их поведение при РКУП существенно различается. Присутствие алюминия в качестве легирующего элемента в бронзе влияет не только на микроструктуру и механическую прочность готового сплава бронзы с нержавеющей сталью, но и способствует контрдиффузии никеля и алюминия. В результате в стальных частицах появляются выделения Fe3AlκIV, а в α-Cu(Al, Ni)-матрице – NiAlκIII, что приводит к дисперсионному упрочнению обеих фаз. Это упрочнение и двойникование являются основными причинами локализации напряжений в виде полос сдвига и квазихрупкого поведения сплава Cu(Al)-Fe(Cr, Ni), подвергнутого РКУП, с пределом прочности при растяжении 321 МПа и относительным удлинением <0,05. Экстремальная центрифугирование также приводит к повышению прочности и твердости готовых материалов за счет деформационного упрочнения и измельчения зерна. Тем не менее даже после экстремального центрифугирования при температуре 400 °C коэффициент трения и износ этих образцов составили 0,1–0,2 мм и 0,2 мм (0,01 г).
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН тема FWRW-2024-0001. Результаты исследования опубликованы в журнале Progress in Additive Manufacturing (Q1, Impact factor 5.2).
Panfilov, A., Chumaevskii, A., Gurianov, D., Osipovich, K., Rubtsov, V., Kolubaev, E., Tarasov., S. The influence of equal-channel angular pressing on the structure and properties of multi-component alloys Cu-Fe(Cr, Ni) and Cu(Al)-Fe(Cr, Ni) obtained by multi-wire electron beam additive manufacturing. Prog Addit Manuf (2026). https://doi.org/10.1007/s40964-026-01948-6