kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2025-1(17)-42kaz44-1544Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАПРОБЛЕМЫ НАНОСТРУКТУРИРОВАННИЕ ЗАГОТОВОК И ИХ РЕШЕНИЕ МЕТОДАМИ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИPROBLEMS OF NANOSTRUCTURING OF BLANKS AND THEIR SOLUTION BY METHODS OF INTENSIVE PLASTIC DEFORMATIONhttps://orcid.org/0009-0002-3841-982XКудайбергеноваГ. М.KudaibergenovaG. M.

Гульнур Муратовна Кудайбергенова – преподаватель кафедры «Цифровые технологий в машиностроении и логистика»

071412, г. Семей., ул. Глинки, 20 А

Gulnur Muratovna Kudaibergenova – Teacher at the Department of Digital Technologies in Mechanical Engineering and Logistics

071412, Semey, 20 A Glinka Street

gulim88.88@bk.ruhttps://orcid.org/0009-0007-3605-515XСоветбаевР. А.SovetbayevR. A.

Раил Аянович Советбаев– докторант по специальности «Цифровизация машиностроительного производства»

071412, г. Семей., ул. Глинки, 20 А

Rail Ayanovich Sovetbayev – doctoral student in «Digitalization of machine-building production», K.I. Satbayev KazNRTU

071412, Semey, 20 A Glinka Street

rsovetbayev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4537-9440НугманЕ. З.NugmanYe. Z.

Ерик Зеинелович Нугман – Заведующий кафедрой «Машиностроение», ассоциированный профессор кафедры «Машиностроение», доктор PhD

050013, г. Алматы, ул. К. Сатпаева, 22 

Yerik Zeynelevich Nugman – Head of the Department of Mechanical Engineering, Associate Professor of the Department of Mechanical Engineering, PhD

22 K. Satpayev str., Almaty, 050013

e.nugman@satbayev.universityУниверситет имени Шакарима города СемейКазахстанShakarim University of SemeyKazakhstanКазахский национальный исследовательский технический университетКазахстанKazakh National Research Technical UniversityKazakhstan20252903202501(17)329335Copyright © Кудайбергенова Г.М., Советбаев Р.А., Нугман Е.З., 20252025Кудайбергенова Г.М., Советбаев Р.А., Нугман Е.З.Kudaibergenova G.M., Sovetbayev R.A., Nugman Y.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1544

Конструкционные материалы с ультрамелкозернистой (УМЗ) или нано-  и субмикрокристаллической структурой по ряду своих механических характеристик (твердость и др.) значительно превосходят материалы, полученные традиционными способами, это и литье, и способы обработки давлением. Именно поэтому на подобные сплавы (в основном сплавы на основе алюминия, магния, титана) имеется постоянный спрос в промышленности, особенно в космической, авиационной и судостроении. Основным методом получения ультрамелкозернистой структуры металла является равноканальное угловое прессование (РКУП), это один из способов интенсивной пластической деформации (ИПД). Кроме этого, существует ряд других методов, это кручение под высоким давлением, накопительное рулонное склеивание, метод KOBO и ряд других. Получение заготовок из коррозионно-стойких цветных сплавов перечисленными методами не всегда является эффективным для промышленных, массовых объемов производства именно поэтому продолжается разработка и поиск способов получения ультрамелкозернистой структуры материалов.

В данной статье рассмотрены методы получения ультрамелкозернистой структуры сплавов, преимущества данных методов и недостатки. Для алюминиевого сплава 6082, рассмотрен способ получения подобной структуры путем прокатки на трехвалковом радиально-сдвиговом стане.

Structural materials with ultrafine-grained (UFG) or nano- and submicrocrystalline structure significantly surpass materials obtained by traditional methods, such as casting and pressure processing, in a number of their mechanical characteristics (hardness, etc.). That is why such alloys (mainly alloys based on aluminum, magnesium, titanium) are in constant demand in industry, especially in space, aviation and shipbuilding. The main method for obtaining an ultrafine-grained metal structure is equal-channel angular pressing (ECAP), which is one of the methods of intense plastic deformation (IPD). In addition, there are a number of other methods, such as high-pressure torsion, accumulative roll gluing, the KOBO method and a number of others. Obtaining blanks from corrosion-resistant non-ferrous alloys by the listed methods is not always effective for industrial, mass production volumes, which is why the development and search for methods for obtaining an ultrafine-grained structure of materials continues. 

This article discusses methods for obtaining an ultrafine-grained structure of alloys, the advantages of these methods and their disadvantages. For aluminum alloy 6082, a method for obtaining a similar structure by rolling on a three-roll radial-shear mill is considered.

ультрамелкозернистая структурапластическая деформациянано- и субмикрокристаллическая структураинтенсивная пластическая деформацияпрессованиеравноканальное угловое прессованиекручение под высоким давлениемзаготовки из цветных сплавовultrafine-grained structureplastic deformationnano- and submicrocrystalline structuresevere plastic deformationpressingequal-channel angular pressinghigh-pressure torsionnon-ferrous alloy blanksReferencesВалиев Р.З. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией / Р.З. Валиев, И.В. Александров. – Москва – Логос, 2000. – 272 с.Валиев Р.З. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией / Р.З. Валиев, И.В. Александров. – Москва – Логос, 2000. – 272 с.Процессы пластического структурообразования металлов / В.М. Сегал и др. – Минск: Наука и техника, 1994. – 428 с.Процессы пластического структурообразования металлов / В.М. Сегал и др. – Минск: Наука и техника, 1994. – 428 с.Перевезенцев В.Н. // Высокоскоростная сверхпластичность сплавов системы Al-Mg-Sc-Zr. / В.Н. Перевезенцев и др. // Металлы. – 2004. – № 1. – С. 36-43.Перевезенцев В.Н. // Высокоскоростная сверхпластичность сплавов системы Al-Mg-Sc-Zr. / В.Н. Перевезенцев и др. // Металлы. – 2004. – № 1. – С. 36-43.Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – С. 416.Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – С. 416.Optimization of wear parameters for ECAP-processed ZK30 alloy using response surface and machine learning approaches: a comparative study /М. Shaban et al // Sci Rep. – 2024. – № 14. – Р. 9233. https://doi.org/10.1038/s41598-024-59880-0.Optimization of wear parameters for ECAP-processed ZK30 alloy using response surface and machine learning approaches: a comparative study /М. Shaban et al // Sci Rep. – 2024. – № 14. – Р. 9233. https://doi.org/10.1038/s41598-024-59880-0.Valiev R.Z. / Mater. Sci. Eng. // R.Z. Valiev, A.V. Korznikov, R.R. Mulyukov // A168. – 1993. – Р. 141-48.Valiev R.Z. / Mater. Sci. Eng. // R.Z. Valiev, A.V. Korznikov, R.R. Mulyukov // A168. – 1993. – Р. 141-48.Хомская И.В. / Деформирование меди методом канально-углового прессования с целью получения ультрамелкозернистой структуры / И.В. Хомская, В.И. Зельдович, Е.В. Шорохов // Всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2007», – Новосибирск, 2007. – С. 97 – 102.Хомская И.В. / Деформирование меди методом канально-углового прессования с целью получения ультрамелкозернистой структуры / И.В. Хомская, В.И. Зельдович, Е.В. Шорохов // Всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2007», – Новосибирск, 2007. – С. 97 – 102.Формирование ультрамелкозернистой структуры в сплаве Ti50Ni47,3Fe2,7 методом РКУП / В.Н. Гришков и др. // Всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2007», – Новосибирск, 2007. – С. 126-131.Формирование ультрамелкозернистой структуры в сплаве Ti50Ni47,3Fe2,7 методом РКУП / В.Н. Гришков и др. // Всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2007», – Новосибирск, 2007. – С. 126-131.Valiev, R.Z. Achieving exceptional grain refinement through severe plastic deformation: new approaches for improving the processing technology/ R.Z. Valiev, T.G. Langdon // Metal. Mater. Trans. A. – 2011. – vol. 42A. – P. 2942-2951.Valiev, R.Z. Achieving exceptional grain refinement through severe plastic deformation: new approaches for improving the processing technology/ R.Z. Valiev, T.G. Langdon // Metal. Mater. Trans. A. – 2011. – vol. 42A. – P. 2942-2951.Mazilkin A.A. Formation of Nanostructure during High-Pressure Torsion of Al–Zn, Al–Mg and Al–Zn–Mg Alloys / A.A. Mazilkin et al // Defect and Diffusion Forum. – 2005. – Vol. 237-240. – P. 739-744.Mazilkin A.A. Formation of Nanostructure during High-Pressure Torsion of Al–Zn, Al–Mg and Al–Zn–Mg Alloys / A.A. Mazilkin et al // Defect and Diffusion Forum. – 2005. – Vol. 237-240. – P. 739-744.Salishchev, G.A. Evolution of microstructure and mechanical behavior of titanium during warm multiple deformation / G.A. Salishchev, S.V. Zherebtsov, R.M. Galeyev // Ultrafine Grained Materials II, TMS. – 2003. – P. 123-131.Salishchev, G.A. Evolution of microstructure and mechanical behavior of titanium during warm multiple deformation / G.A. Salishchev, S.V. Zherebtsov, R.M. Galeyev // Ultrafine Grained Materials II, TMS. – 2003. – P. 123-131.Beygelzimer Y. Microstructural evolution of titanium under twist extrusion / Y. Beygelzimer et al // Proceeding of «Ultrafine Grained Materials II», TMS Annual Meeting in Seattle. Washington. – 2002. – P. 43-46.Beygelzimer Y. Microstructural evolution of titanium under twist extrusion / Y. Beygelzimer et al // Proceeding of «Ultrafine Grained Materials II», TMS Annual Meeting in Seattle. Washington. – 2002. – P. 43-46.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.