Микроструктурный дизайн, текстура и физико-механические свойства перспективных медных сплавов после комбинированной деформационной обработки, включающей интенсивную пластическую деформацию

Одним из приоритетных направлений развития РФ является поиск новых материалов и развитие высокотехнологичных и автоматизированных методов их обработки. В связи с этим в последние десятилетия активно развиваются методы интенсивной пластической деформации (ИПД), позволяющие существенно повысить прочностные свойства металлов и сплавов при сохранении важных функциональных свойств и высокой пластичности. Однако на сегодняшний день существуют лишь единичные примеры промышленного освоения данных методов. Это связано в первую очередь с тем, что большинство методов ИПД являются лабораторными и не применимы в масштабном производстве. Большие надежды возлагают на метод равноканального углового прессования по схеме Конформ (РКУП-Конформ), который позволяет получать длинномерные заготовки с ультрамелкозернистой (УМЗ) структурой. Данные метод обработки металлов давлением может быть использован на одном из этапов обработки медных сплавов при изготовлении высокопрочных кабелей, проводов, листов и прутков. Однако практическое использование данного метода в электротехнической промышленности, в которой существует запрос на высокопроводящие и одновременно высокопрочные материалы, сталкивается с недостаточным пониманием фундаментальных процессов, происходящих в медных сплавах в процессе РКУП-Конформ. На сегодняшний день отсутствуют систематические исследования закономерностей и механизмов влияния сформированной в процессе РКУП-Конформ УМЗ структуры на эволюцию микроструктуры, текстуры, прочностных и проводящих характеристик медных сплавов после классических технологических операций, таких как прокатка и волочение, которые являются незаменимыми заключительными операциями при формировании геометрических параметров готового изделия. Для решения данных проблем в рамках проекта предложено осуществление комбинированной деформационной обработки, включающей РКУП-Конформ, которое позволит сформировать УМЗ структуру с НК элементами, прокатку или волочение сплавов систем Cu-Cr-Zr и Cu- Mg. Научная новизна проекта определяется установлением закономерностей и механизмов влияния формирующейся в процессе РКУП-Конформ структуры (крупнозернистой, частично сформированной УМЗ и развитой УМЗ структуры) и текстуры на окончательный микроструктурный дизайн, сформированный одноосной деформацией и установлением закономерностей влияния сложной схемы деформации на эксплуатационные свойства перспективных низколегированных медных сплавов электротехнического назначения. Особое внимание будут уделено разработке моделей изменения главных практически-значимых характеристик структуры – размера зерен, плотности дислокаций, распределения дисперсных частиц. На основе моделей изменения параметров структуры будут разработаны модели изменения физико-механические свойств, в том числе будет проведена оценка их анизотропии. В заключение, будет сформирована общая концепция влияния химического и фазового состава, схемы деформации при обработке на механизмы эволюции микроструктуры, текстуры и физико-механических свойств в перспективных низколегированных медных сплавах. Будут получены экспериментальные образцы одновременно высокопрочных и высокопроводящих медных проводов, катанки и листов, которые могут найти применение в качестве контактных проводов высокоскоростного железнодорожного транспорта, электрической сети автомобилей или в качестве основы печатных плат и электрических контактов.