Одним из наиболее важных с практической точки зрения металлов с ОЦК решеткой является вольфрам. Это связано с самой высокой температурой плавления, равной 3422 градуса, очень высокой плотностью (около 1930кг/м3), низкому давлению пара при высоких температурах. Одним из перспективных направлений применения вольфрама является его использование в дивертоне ядерного реактора.
Применение вольфрама в качестве конструкционного материала предъявляет особое требование к его прочности и технологической пластичности. Вольфраму и сплавам на его основе присуще явление хладноломкости ниже температуры 400 градусов, а выше температуры хрупко-вязкого перехода, в них наблюдается интенсивное окисление и активная абсорбция примесей из атмосферы, ведущие к охрупчиванию материала. Низкотемпературная хрупкость вольфрама определяется структурными факторами, наиболее важными для которых являются состояние межзеренных границ и особенности внутризеренных выделений избыточных фаз. Охрупчивание границ зерен объясняется степенью их совершенства, образованием пор, сегрегацией примесей внедрения по границам зерен и выделением неметаллических фаз, являющиеся источниками заражения трещин.
Влияние внутрезеренных выделений избыточных фаз на хладноломкость связанно с их количеством, составом, структурой, термической стабильностью, формой, размером, характером распределения.
Широко известно используется на практике явление снижения температуры хладоломкости за счет пластической деформации наноструктурного состояния, отличающегося очень малым размером зерна и высокой плотностью дислокации, понижает температуру хладоломкости. Уменьшение размеров зерен приводит к изменению механизма разрушения.
В данной работе был исследован фольфрам в состоянии поставки и после различных видов обработки методами интенсивной пластической деформации. Было установлено, что увеличение степени деформации приводит к уменьшению средних размеров структурных составляющих и увеличению доли высокоугловых границ в вольфраме. Средний размер зерен изменяется от 150 мкм в исходном состоянии до 10 мкм, средний размер субзерен меняется от 1,8 мкм в исходном состоянии до 350 нм после комбинированной обработки, заключается в восьми проходах РКУП и пяти оборотам ИПДК.
Также установлена зависимость роста микротвердости от увеличения степени деформации. Среднее значение микротвердости возрастает от 4700 Мпа в исходном состоянии до 8220 Мпа после комбинированной обработки. Распределение микротвердости после комбинированной обработки неоднородного по диаметру образцов.
По результатам механических испытаний на растяжение исходный вольфрам до температуры 300 градусов остается хрупким, но при температуре 300 градусов и выше относительное удлинение до разрушения превышает 18%. В УМЗ вольфраме температура хрупко-вязкого перехода понизилась на 100 градусов по сравнению с исходным состоянием и оказалась ниже 200 градусов.
По результатам фрактографического анализа обнаружено, что происходит изменение механизма разрушения от интеркристального, происходящего по границам зерен, в исходном состоянии до транскристаллитного после интенсивной пластической деформации.