Wpływ intensywnych odkształceń plastycznych na mikrostrukturę, właściwości i teksturę aluminium Al99,5

• Autorzy: Leszczyńska-Madej B. , Richert M. , Żelechowski J. , Bobala E. , Skiba J

Warianty tytułu

EN

Influence of severe plastic deformation on the microstructure, properties and texture of polycrystalline aluminium Al99.5

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu intensywnych odkształceń plastycznych na: mikrostrukturę, właściwości mechaniczne, wielkość krystalitów, teksturę oraz postęp rekrystalizacji polikrystalicznego aluminium EN AW-1050A. Materiał odkształcono w procesach: równokanałowego kątowego prasowania (ECAP), wyciskania hydrostatycznego (HE) oraz kombinacji tych metod (ECAP+HE). Proces ECAP realizowano w temperaturze pokojowej przy prędkości odkształcenia 0,08 s–1. Wartość odkształcenia dla jednego przejścia próbki przez kanał kątowy wynosiła ε = 1,15. Próbki poddano czterokrotnemu wyciskaniu przez kanał kątowy (4ECAP, droga BC). Proces wyciskania hydrostatycznego prowadzony był w sposób kumulacyjny, aż do osiągnięcia końcowej średnicy drutu d = 3 mm. Sumaryczne odkształcenie w procesie wyciskania hydrostatycznego wynosiło ε = 2,68, a prędkość odkształcenia 24,2-473 s–1. Stwierdzono, że przy wykorzystaniu metod intensywnych odkształceń plastycznych istnieje możliwość rozdrobnienia mikrostruktury aluminium do poziomu submikronowego. Wykazano, że proces ECAP praktycznie nie powoduje steksturowania materiału w przeciwieństwie do wyciskania hydrostatycznego. Oba procesy sprzyjają zachodzeniu dynamicznych procesów odnowy mikrostruktury materiału nazywanych zdrowieniem i rekrystalizacją dynamiczną. Przy użyciu mikroskopu elektronowego obserwowano podziarna wolne od dyslokacji. W procesie ECAP podziarna uzyskały równoosiowy kształt, natomiast po odkształceniu w procesie wyciskania hydrostatycznego uzyskały kształt wydłużony w kierunku wyciskania.

EN

The work presents the results of the influence of severe plastic deformation on the microstructure, properties, crystallite size, texture and progress of recrystallization of the polycrystalline aluminium Al99.5. Polycrystalline aluminium Al99.5 was deformed through the: equal-channel angular pressing (4 ECAP, route BC), hydrostatic extrusion (HE) and the combination of ECAP and HE. ECAP process was realized at the room temperature with the processing speed of 0.08 s–1 using a die with a 90° angle between the channels and route Bc in which the sample was turned 90° around its axis between consecutive process. The cross section of the ECAP channels was 10 × 10 mm2. The value of strain for a single pass through the die gave a strain of 1.15. Hydrostatic extrusion process was realized with a cumulative strain of 2.68 and strain rate 24,2-473 s–1 just to attain finally wire diameter of d = 3 mm. Although the process was realized at room temperature, sample heating induces by the high strain rates was possible. Therefore the samples were water cooled at the exit of the die in order to minimize the effect of temperature on properties and microstructure. It was found that using the methods of intensive plastic deformation it is possible to refine the microstructure of aluminum to the submicron level. Measured subgrain/grain average diameter was d = 0.55-0.59 μm. ECAP process in principle does not introduce texture to the material in contrast to the hydrostatic extrusion. Both processes contribute to the dynamic processes of microstucture renewal of the material. The results obtained by using a transmission electron microscope shown almost equiaxed subgrain dislocation-free. After ECAP process subgrains were equiaxed shape, while after the deformation in the process of hydrostatic extrusion – elongated and also equiaxed.

Słowa kluczowe

PL

metoda intensywnych odkształceń plastycznych; ECAP; HE; mikrostruktura; aluminium; rozdrobnienie ziarna

EN

severe plastic deformation; ECAP; HE; microstructure; aluminium; microstructure refinement

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 59, nr 6
• Strony: 284--291
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Leszczyńska-Madej B.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Richert M.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Żelechowski J.

• Instytut Metali Nieżelaznych, Oddział Metali Lekkich w Skawinie, Skawina

autor

Bobala E.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Skiba J

• Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk, Warszawa

Bibliografia

• 1. Valiev R. Z., Estrin Y.: Horita Z., Langdon T. G., Zehetbauer M. J.: Producing bulk ultrafine-grained materials by severe plastic deformation. JOM 2006, s. 33-39.
• 2. Lowe T. C., Valiev R. Z.: The use of severe plastic deformation techniques in grain refinement. JOM 2004, s. 64-68.
• 3. Richert J.: Innowacyjne metody przeróbki plastycznej metali. Wydaw. AGH, Kraków 2010.
• 4. Valiev R. Z., Islamgaliev R. K., Alexandrov I. V.: Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progress in Materials Science 2000, nr 45, s. 103-189.
• 5. Valiev R. Z., Zehetbauer M. J., Estrin Y., Höppel H. W., Ivanisenko Y., Hahn H., Wilde G., Roven H. J., Sauvage X., Langdon T. G.: The innovation potential of bulk nanostructured materials. Adv. Eng. Mater. 2007, nr 9, s. 527-533.
• 6. Zhu Y., Valiev R. Z., Langdon T. G., Tsuji N., Lu K.: Processing of nanostructured metals and alloys via plastic deformation. MRS Bulletin 2010, nr 35, s. 977-981.
• 7. Leszczyńska-Madej B.: Sposoby rozdrobnienia ziarn metodami intensywnych odkształceń plastycznych. Wydaw. Wzorek, Kraków 2013.
• 8. Richert M., Leszczyńska B.: Ultrafine- and nano-grained aluminium alloys formed by cyclic extrusion compression. Archives of Metallurgy and Materials 2008, t. 53, nr 3, s. 721-726.
• 9. Leszczyńska-Madej B., Richert M.: The effect of strain rate on the evolution of microstructure in aluminium alloys. Journal of Microscopy 2010, nr 237, s. 399-403.
• 10. Zhu Y., Langdon T. G., Tsuji N., Lu K.: The fundamentals of nanostructured materials processed by severe plastic deformation. JOM 2004, s. 58-63.
• 11. Azushima A., Kopp R., Korhonen A., Yang D. Y., Micari F., Lahti G. D., G roche P., Y anagimoto J ., T suji N., Rosochowski A., Yanagida A.: Severe plastic deformation (SPD) processes for metals. CIRP Annals — Manufacturing Technology 2008, nr 57, s. 716-735.
• 12. Park K-T., Kwon H-J., K im W-J., K im Y-S.: Microstructural characteristics and thermal stability of ultrafine grained 6061 Al alloy fabricated by accumulative roll bonding process. Materials Science and Engineering A 316, 2001, s. 145-152.
• 13. Valiev R. Z.: The new SPD processing trends to fabricate bulk nanostructured materials. Solid State Phenomena 2006, nr 114, s. 7-18.
• 14. Richert M.: Features of cyclic Extrusion Compression method, structure & materials properties. Solid State Phenomena 2006, nr 114, s. 19-28.
• 15. Metallographic preparation of aluminium and aluminium alloys, Struers Application Notes, www.struers.com, Denmark, 2008.
• 16. Cerri E., Evangelista E.: Metallography of Aluminium alloys. TALAT Lecture 1202, European Aluminium Association, 1999, s. 5.
• 17. George F.: Color Metallography. MICROSCOPY TODAY Vander Voort, Buehler Ltd, Lake Bluff, Illinois USA November 2005, s. 22-27.
• 18. Zając K.: Zarys metod statystycznych. Polskie Wydaw. Ekonomiczne, Warszawa 1976, s. 236.
• 19. Coulomb P.: Tekstura w metalach o sieci regularnej. Wydaw. Naukowe PWN, Warszawa 1977.