Giant Young’S Modulus Variations in Ultrafine-Grained Copper Caused by Texture Changes at Post-Spd Heat Treatment

• Autorzy: Pal-Val P. , Pal-Val L. , Natsik V. , Davydenko A. , Rybalko A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0491

Warianty tytułu

PL

Gigantyczne zmiany modułu Younga w ultra drobnoziarnistej miedzi spowodowane przez zmiany tekstury w trakcie obróbki cieplnej po SPD

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of annealing on dynamic Young’s modulus, E, of ultrafine-grained (UFG) copper obtained by combined severe plastic deformation (SPD) is investigated. It is established that Young’s modulus in the SPD-prepared samples exceeds that in the coarse-grained fully annealed (CGFA) samples by 10 to 20 %. Isothermal annealing at elevated temperatures between 90 and 630°С leads to a sharp decrease of Young’s modulus for annealing temperatures above 210°С. After annealing at 410°С, the value of E reaches its minimal value that is 35 % lower than E in CGFA samples (total change in E is about 47 % of the initial value). Further annealing at higher temperatures leads to an increase in Young’s modulus. It is shown, that the unusual behavior of Young’s modulus is caused by formation of the <111> axial texture in the SPD-treated samples which then is replaced by the <001> texture during the post-SPD heat treatment.

PL

Zbadano wpływ wyżarzania na dynamiczny moduł Younga (E), w ultra drobnoziarnistej miedzi (UFG) otrzymanej przez złożone intensywne odkształcenie plastyczne (SPD). Stwierdzono, że wartość modułu Younga próbek przygotowanych przez SPD przekracza tą w gruboziarnistych w pełni wyżarzonych próbkach (CGFA) o 10 do 20%. Izotermiczne wyżarzanie w podwyższonej temperaturze pomiędzy 90 i 630°С prowadzi do gwałtownego spadku modułu Younga dla temperatury wyżarzania powyżej 210°С. Po wyżarzaniu w 410°C, E osiąga minimalną wartość, która jest o 35% niższa niż wartość E w próbkach CGFA (całkowita zmiana E wynosi około 47% wartości początkowej). Dalsze wyżarzanie w wyższych temperaturach prowadzi do zwiększenia modułu Younga. Pokazano, że to niezwykłe zachowanie modułu Younga jest spowodowane tworzeniem osiowej tekstury <111> w próbkach poddanych SPD, która następnie zastępowana jest teksturą <001> podczas obróbki cieplnej po SPD.

Słowa kluczowe

EN

elastic properties; Young's modulus; severe plastic deformation; crystallographic texture

PL

właściwości plastyczne; moduł Younga; silne odkształcenie plastyczne; tekstura krystalograficzna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 3073--3076
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Pal-Val P.

• B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering, 61103 Kharkov, Ukraine

autor

Pal-Val L.

• B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering, 61103 Kharkov, Ukraine

autor

Natsik V.

• B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering, 61103 Kharkov, Ukraine

autor

Davydenko A.

• A. Galkin Donetsk Physico-Technical Institute, 83114 Donetsk, Ukraine

autor

Rybalko A.

• S. Kuznets Kharkov National University of Economics, 61166 Kharkov, Ukraine

Bibliografia

• [1] N. Kobelev, E. Kolyvanov, Y. Estrin, Temperature dependence of sound attenuation and shear modulus of ultra fine grained copper produced by equal channel angular pressing, Acta Materialia, 56, 1473-1481 (2008).
• [2] E. N. Vatazhuk, P. P. Pal-Val, L. N. Pal-Val, V. D. Natsik, M. A. Tikhonovsky, A. A. Kupriyanov, Low-temperature relaxation processes in a Cu-Nb nanostructured fiber composite, Low Temp. Phys. 35, 417-423 (2009).
• [3] I. S. Golovin, P. P. Pal-Val, L. N. Pal-Val, E. N. Vatazhuk, Y. Estrin, The effect of annealing on the internal friction in ECAP-modified ultrafine grained copper, Solid State Phenomena 184, 289-294 (2012).
• [4] P. P. Pal-Val, L. N. Pal-Val, Low-temperature internal friction and nanostructured metal stability, Metal Science and Heat Treatment 54, 234-238 (2012).
• [5] H. M. Ledbetter, Elastic constants of polycrystalline copper at low temperatures. Relationship to single-crystal elastic constants, Phys. Stat. Sol. (a) 66, 477-484 (1981).
• [6] Y. A. Burenkov, S. P. Nikanorov, B. I. Smirnov, V. I. Kopylov, Recovery of Young’s modulus upon annealing of nanostructured niobium produced through severe plastic deformation. Phys Solid State 45, 2119-2123 (2003).
• [7] L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Theory of Elasticity, Pergamon Press, Oxford, 1970, p. 43.
• [8] S. L. Demakov, Y. N. Loginov, A. G. Illarionov, M. A. Ivanova, M.S. Karabanalov, Effect of annealing temperature on the texture of copper wire. Phys. Metals Metallogr. 113, 681-686 (2012).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.