Теплофизические свойства веществ

Влияние термообработки на динамическую прочность алюминиевого сплава АК$6$ в диапазоне температур $20$–$500^{\circ}$C

С. В. Разоренов^a, А. С. Савиных^a, Г. В. Гаркушин^a, И. Г. Бродова^b, И. Г. Ширинкина^b, В. В. Астафьев^b, А. И. Кленов<sup>c

a</sup> Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, г. Черноголовка, Московская обл.
^b Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург
^c Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. академика Е. И. Забабахина, г. Снежинск Челябинской обл.

Аннотация: На основе регистрации и анализа профилей скорости свободной поверхности проведены измерения динамического предела упругости и откольной прочности высокопрочного алюминиевого сплава АК$6$ в состоянии поставки и после термообработки в режиме Т$6$ (закалка на твердый раствор и старение). Ударное нагружение образцов разной толщины амплитудой $\sim2.5$ ГПа осуществлялось с помощью пневматической пушки, а регистрация волновых профилей – лазерным доплеровским измерителем $\rm VISAR$ с высоким пространственно-временным разрешением. Определено, что термообработка образцов сплава АК$6$ увеличивает его динамический предел упругости более чем в $2.5$ раза, а откольную прочность – примерно в $1.5$ раза. Затухание упругого предвестника при распространении упругой волны на начальном участке до $1$ мм происходит быстрее. При увеличении скорости деформирования перед откольным разрушением на два порядка откольная прочность для исходных образцов увеличивается примерно на $70\%$, тогда как повышение откольной прочности термообработанных образцов составляет не более $35\%$. Высокотемпературные эксперименты показали, что влияние температуры на сплав АК$6$ в исходном состоянии имеет «атермический» характер – его динамический предел упругости повышается с ростом температуры, увеличение температуры термоупрочненных образцов приводит к снижению их динамического предела упругости. Откольная прочность исходных образцов практически не зависит от температуры до $400^{\circ}$С, дальнейший рост температуры снижает ее примерно на $20\%$, увеличение температуры термоупрочненных образцов выше $500^{\circ}$С снижает их откольную прочность на $\sim40\%$.

УДК: 539.411.5

Поступила в редакцию: 14.04.2025
Исправленный вариант: 14.04.2025
Принята в печать: 13.05.2025

DOI: 10.7868/S3034610X25040067