Zmiany własności i struktury wyciskanych hydrostatycznie stopów aluminium (AlCu4Zr0,5, AlZn6Mg3CuZr)

• Autorzy: Leszczyńska-Madej B. , Richert M.

Warianty tytułu

EN

The influence of the hydrostatic extrussion process on the mechanical properties and structure of aluminium alloys (AlCu4Zr0.5, AlZn6Mg3CuZr)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dwóch stopów aluminium wyciskanych hydrostatycznie: AlCu4Zr0,5 oraz AlZn6Mg3CuZr. Próbki odkształcano w zakresie odkształceń rzeczywistych phi = 1,39-2,4 z prędkością eta = 7,41×101-3,84×102 s-1. Na tak odkształconych materiałach przeprowadzono badania mikrostruktury i własności oraz wykonano pomiary średniej szerokości powstałych w mikrostrukturze mikropasm. Stwierdzono dwuetapowy wzrost umocnienia w stopie AlCu4Zr0,5. W pierwszym etapie (do phi = 1,39) nastąpił bardzo szybki wzrost własności, natomiast w drugim tylko niewielkie zmiany, co świadczy o osiągnięciu przez materiał stanu równowagi pomiędzy procesami umocnienienia a odnowy struktury. Stop AlZn6Mg3CuZr umacniał się monotonicznie w całym zakresie odkształcenia. Badania za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazały występowanie mikropasm o dużej dezorientacji względem osnowy. Stwierdzono wzajemne przecinanie się mikropasm. W zakresie wyższych wartości odkształcenia, mikropasma wypełniały niemal całą objętość próbek. Wzrost stopnia odkształcenia i prędkości odkształcenia spowodował zmniejszenie średniej szerokości mikropasm w obu stopach.

EN

Intensive deformations influence strongly microstructure. The very well knows phenomenon is the diminishing dimension of grain size by the Severe Plastic Deformation (SPD) method. The nanometric features of microstructure were discovered after the SPD deformation of various materials, such as aluminium alloys, iron and others. The observed changes depend on the kind of the deformed material, amount of deformation, strain rate, existence of different phases and stacking fault energy. The influence of the strain rate on the microstructure is commonly investigated nowadays. It was found that the high strain rates activate deformation in shear bands, microbands and adiabatic shear bands. In the work the refinement of microstructure and the mechanical properties of the two aluminium alloys influenced by the high strain rate were investigated. The samples were hydrostatic extruded to the deformation phi = 1.39-2.4 with the strain rate in the range of etha = 7.41×101-3.84×102 s-1. The microbands constituted the characteristic features of the AlCu4Zr0.5 and AlZn6Mg3CuZr aluminium alloys (Fig. 1). Prevailing, both the walls and interior of microbands showed high density of dislocations. A common feature of investigated aluminium alloys is a large misorientation of the microbands with respect to the matrix (Fig. 1d). The increases of deformation cause the reduction of the mean width of the microbands. In both alloys after the deformation phi = 2.4 the mean width of the microbands was in the range of d = 100-120 nm (fig.7). A two stage of strengthening in AlCu4Zr0.5 alloy were observed. The largest increase of the properties in this material was observed to the true strain of phi = 1.39. A slight changes in the level of the mechanical properties were noticed after the deformation of phi = 1.39 (Fig. 2, Fig. 3a). This indicates that the AlCu4Zr0.5 alloy achieved an equilibrium state between strain hardening and renewaling the structure. The AlZn6Mg3CuZr alloy was strengthen in a whole range of the deformation. The aim of the presented study is to establish the influence of the hydrostatic extrusion process on the mechanical properties and the possibility of microstructure refinement in the aluminium alloys (AlCu4Zr0.5 and AlZn6Mg3CuZr).

Słowa kluczowe

PL

wyciskanie hydrostatyczne; mikropasma; dezorientacja; własności mechaniczne

EN

hydrostatic extrusion process; microbands; misorientation; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 54, nr 10
• Strony: 619--624
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Leszczyńska-Madej B.

autor

Richert M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Materiałów Metalicznych i Nanoinżynierii, Kraków

Bibliografia

• 1. Smolej A., Slacek E.: State and development of some wrought aluminium alloys for special and general applications. Metalurgija 2002, t. 41, nr 3, s. 149-155.
• 2. Widlicki P., Garbacz H., Lewandowska M., Pachla W., Kulczyk M., Kurzydłowski K. J.: The Influence of Hydrostatic Extrusion on the Microstructure of 6082 Aluminium Alloy. Solid State Phenomena 2006, t. 114, s. 145-150.
• 3. Richert J., Richert M.: A New Method for Unlimited Deformation of Metals and Alloys. Aluminium 1986, t. 62, nr 8, s. 604-607.
• 4. Richert M.: Features of CEC: Method, Structure & Materials Properties. High Pressure Technology of Nanomaterials, Trans Tech Publications Journal “Solid State Phenomena” 2005, t. 114, s. 19-28.
• 5. Richert M.: Nanomaterials produced by methods of severe plastic deformation (SPD). Archive of Materials Science 2005, t. 26, nr 4, s. 235-261.
• 6. Segal V. M.: Materials Processing by Simple Shear, Mat. Sci. Eng. 1995, A197, s. 157-164.
• 7. Hebesberger T., Vorhauer A., Stuwe H. P., Pippan R.: Influence of the processing parameters at High Pressure Torsion, Proceedings of the Conference “Nanomaterials by Severe Plastic Deformation NANOSPD2”, Ed. by M. J. Zehetbauer, R. Z. Valiev. Vienna, Austria, 2002, s. 437-452.
• 8. Kurzydłowski K. J.: Hydrostatic Extrusion as a method of Grain Refinement in Metallic Materials, Materials Science Forum 2006, t. 503-504, s. 341-348.
• 9. Lewandowska M.: Mechanism of Grain Refinement in Aluminium in the Process of Hydrostatic Extrusion. Solid State Phenomena 2006, t. 114, s.109-116.
• 10. Leszczyńska-Madej B., Richert M.: Ewolucja Struktury w Wyciskanych Hydrostatycznie Stopach Aluminium (AlCu4Zr0,5 oraz AlZn6Mg3CuZr), Inżynieria Materiałowa 2008.
• 11. Richert M., Chruściel K., Długopolski J.: Program KILIN - orientacja, dezorientacja i mikrotekstura
• 12. Richert M.: Inżynieria nanomateriałów i struktur ultradrobnoziarnistych, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2006.
• 13. Shih M. H, Yu C. Y, Kao P. W., Chang C. P.: Microstructure and Flow Stress of Copper Deformed to Large Strains, Scripta Materialia 2001, t. 45, s. 793-799.
• 14. Mondolfo L. F.: Aluminum Alloys: Structure and Properties, Butterworth & Co (Publishers) Ltd, 1976.
• 15. Kumar K. S., Swygenhoven H. Van, Suresh S.: Mechanical Behavior of Nanocrystalline Metals and Alloys. Acta Materialia 2003, t. 51, nr 19, s. 5743-5774.
• 16. Wang N., Wang Z., Aust K. T., Erb U.: Effect of grain size on mechanical properties of nanocrystalline materials, Acta metal. Mater. 1995, t. 43, nr.2, s. 519-528.