PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Nanostructuring of metals by hydrostatic extrusion

Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Kształtowanie nanostruktury metodą wyciskania hydrostatycznego
Konferencja
Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Nanostructured metals which exhibit superior properties to their microcrystalline counterparts are prospective materials for large number of applications. As a consequence, there is a great interest in the development of fabrication methods. Currently available methods suffer from a relatively low scale of production and low cost effectiveness. In this context, the possibility of forming nanostructured materials the hydrostatic extrusion method has been discussed. It has been shown that hydrostatic extrusion is an efficient way of nanostructure formation in various metals and alloys. A variety of microstructures is produced using this technique which depends on both the materials properties and the processing parameters. The development of nanostructures involves recovery processes of dislocation rearrangement leading to the grain structure and the formation of high angle grain boundaries. The process of grain refinement is strongly affected by the presence of second phase particles. Large primary intermetallic particles have a beneficial effect on grain size reduction but their influence is limited to the zone of thickness comparable to the particle size. The precipitates, which are significantly smaller, reduce the grain refinement ability of a material.
PL
Materiały o strukturze nanometrycznej wykazujące lepsze właściwości wytrzymałościowe w porównaniu do materiałów o konwencjonalnej mikrostrukturze stały się perspektywiczne dla wielu zastosowań przemysłowych. Spowodowało to w konsekwencji potrzebę opanowania metod ich otrzymywania. Obecnym ograniczeniem w zakresie wykorzystania nanometali jest brak użytecznych metod ich wytwarzania na skalę przemysłową. W tym kontekście w pracy podjęto zagadnienie kształtowania nanostruktury w metalach i stopach metodą wyciskania hydrostatycznego. Stwierdzono, że wyciskanie hydrostatyczne jest efektywną metodą kształtowania nanostruktury, której cechy zależą zarówno od parametrów odkształcenia jak i właściwości materiału. Wykazano, że proces rozdrobnienia ziarna zależy także od obecności cząstek drugiej fazy. Duże cząstki faz pierwotnych sprzyjają zmniejszaniu rozmiarów ziaren, natomiast małe wydzielenia faz wtórnych redukują zdolność materiału do rozdrobnienia ziarna. Opanowanie technologii wyciskania hydrostatycznego w aspekcie wytwarzania metali i stopów o strukturze nanometrycznej stwarza szansę ich praktycznego wykorzystania.
Rocznik
Strony
422--427
Opis fizyczny
Bibliogr. 35 poz., rys., tab.
Twórcy
Bibliografia
  • [1] R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V.Alexandrov, Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation, Progress in Mat. Sci., 45 (2000), 103-189
  • [2] M. Furukawa, Z. Horita, A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon: Developing Ultrafine-Grained Microstructures through the Use of Severe Plastic Deformation, Mat. Sci. Forum 426-432 (2003) 2631-2636
  • [3] M.H. Shih, C.Y. Yu, P.W. Cao, C.P. Chang, Microstructure and flow stress of copper deformed to large plastic strains, Scripta Mater. 45 (2001) 793-799
  • [4] A.P. Zhilyaev, B-K Kim, J.A. Szpunar, M.D. Baro, T.G. Langdon: Microstructural characteristics of ultrafine-grained aluminum produced by equal channel angular extrusion, Mat. Sci. Eng. A391 (2005) 377-389
  • [5] V. Stolyarov, T.Y. Zhu, I.V. Alexandrov, T.C. Lowe, R.Z. Valiev: Grain refinement and properties of pure Ti processed by warm ECAP and cold rolling, Mat. Sci. Eng. A343 (2003) 43-50
  • [6] K.S. Kumar, H. van Swygenhoven, S. Suresh: Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys, Acta Mater. 51 (2003) 5743-5774
  • [7] D.A. Hughes, N. Hansen: Microstructure and strength of nickel at large strains, Acta Mater. 48 (2000) 2985
  • [8] P.J. Hurley, F.J. Humphreys: The application of EBSD to the study of substructural development in a cold rolled single-phase aluminium alloy, Acta Mater. 51 (2003) 1087-1102
  • [9] Q. Liu, X. Huang, D.J. Lloyd, N. Hansen: Microstructure and strength of commercial purity aluminium (AA 1200) cold-rolled to large strains, Acta Mater. 50 (2002) 3789-3802
  • [10] K.J. Kurzydłowski, M. Richert, “On the mechanisms of nanograins formation in cold plastic deformation conditions”, Inżynieria Materiałowa, 4 (2005) 189-193
  • [11] V.M. Segal, Patent of the USSR no. 575892, 1977
  • [12] Y. Iwahashi, J. Wang, Z. Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon: Principle of equal-channel angular pressing for the processing of ultra-fine grained materials, Scripta Mater. 35 (1996) 143-146
  • [13] A.P. Zhilayaev, B.-K. Kim, G.V. Nurislamova, M.D. Baro, J.A. Szpunar, T.G. Langdon: Orientation imaging microscopy of ultrafinegrained nickel, Scripta mater. 46 (2002), p. 575-580
  • [14] Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji, T. Sakai: Novel ultra-high straining process for bulk materials—development of the accumulative roll-bonding (ARB) process, Acta Mater 47 (1999) 579-583
  • [15] M. Richert, Q. Liu, N. Hansen, Microstructural evolution over a large strain range in aluminium deformed by cyclic-extrusion–compression, Materials Science and Engineering A260 (1999) 275–283
  • [16] Y.T. Zhu, X. Liao: Nanostructured metals: Retaining ductility, Nature mater. 3 (2004) 351-352
  • [17] S. Komura, M. Furukawa, Z.Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon: Optimizing the procedure of equal-channel angular pressing for maximum superplasticity, Mat. Sci. Eng. A297 (2001) 111-117
  • [18] T. Hanlon, Y-N Kwon, S. Suresh: Grain size effects on the fatigue response of nanocrystalline metals, Scripta mater. 49 (2003) 675-680
  • [19] V.M. Skripnyuk, E. Rabkin, Y. Estrin, R. Lapovok: The effect of ball milling and equal channel angular pressing on the hydrogen absorption/desorption properties of Mg–4.95 wt% Zn–0.71 wt% Zr (ZK60) alloy, Acta mater. 52 (2004) 405-414
  • [20] A. Balyanov, J. Kutnyakova, N.A. Amirkhanova, V.V. Stolyarov, R.Z. Valiev, X.Z. Liao, Y.H. Zhao, Y.B. Jiang, H.F. Xu, T.C. Lowe, Y.T. Zhu: Grain size effects on the fatigue response of nanocrystalline metals, Scripta mater, 51 (2004) 225-229
  • [21] Z. Zhang, S. Hosoda, I.-S. Kim, Y. Watanabe: Grain refining performance for Al and Al–Si alloy casts by addition of equal-channel angular pressed Al–5mass% Ti alloy, Mat. Sci. Eng. A 425 (2006) 55-63
  • [22] R.Z. Valiev, T.G. Langdon: Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement, Prog. Mat. Sci. 51 (2006) 881-981
  • [23] M. Lewandowska, H. Garbacz, W. Pachla, A. Mazur, K.J. Kurzydłowski: Hydrostatic extrusion and nanostructure formation in an aluminium alloy” Solid State Phenomena, 101-102 (2005) 65-69
  • [24] H. Garbacz, M. Lewandowska, W. Pachla, K.J. Kurzydłowski: Structural and mechanical properties of nanocrystalline tutanium and 316lvm steel processed by hydrostatic extrusion” Journal of Microscopy 223 (2006) 272-274
  • [25] M. Kulczyk, W. Pachla, A. Mazur, R. Diduszko, H. Garbacz, M. Lewandowska, W Łojkowski, K.J. Kurzydłowski: „Microstructure and mechanical properties in nickel deformed by hydrostatic extrusion” Materials Science Poland 23 (2005), 839-846
  • [26] M. Lewandowska, W. Pachla, K.J. Kurzydłowski: Fabrication of high strength nanostructured aluminium alloys by hydrostatic extrusion, Int. J. Mat. Res. 98 (2007) 172-177
  • [27] M. Lewandowska: “Mechanism of Grain Refinement in Aluminium in the Process of Hydrostatic Extrusion” Solid State Phenomena 114 (2006) 109
  • [28] M. Lewandowska: Stability of second phase particles during processing by hydrostatic extrusion, Archives of Metallurgy and Materials 51 (2006) 569-574
  • [29] Y. Estrin, L.S. Toth, Y. Brecht, H.S. Kim: Modelling of the Evolution of Dislocation Cell Misorientation under Severe Plastic Deformation, Mat. Sci. Forum 503-504 (2006) 675-680
  • [30] M. Richert, A. Korbel: The effect of strain localization on mechanical properties of Al99,992 in the range of large deformations, J. Mat. Proc. Tech. 53 (1995) 331-340
  • [31] F.J. Humphrey: A unified theory of recovery, recrystallization and grain growth, based on the stability and growth of cellular microstructures--I. The basic model, Acta Mater. 45 (1997) 4231-4240
  • [32] P.L. Sun, C.Y. Yu, P.W. Kao, C.P. Chang: Microstructural characteristics of ultrafine-grained aluminum produced by equal channel angular extrusion, Scripta Mater. 47 (2002) 377-381
  • [33] M. Murayama, Z. Horita, K. Hono: Microstructure of two-phase Al–1.7 at% Cu alloy deformed by equal-channel angular pressing, Acta Mater. 49 (2001) 21-29
  • [34] M. Lewandowska, Microstructure evolution in age-hardenable aluminium alloy during processing by hydrostatic extrusion Journal of Microscopy 224 (2006) 34-37
  • [35] P.J. Apps, J.R. Bowen, P.B.Prangnell, The effect of coarse second-phase particles on the rate of grain refinement during severe deformation processing, Acta Mater. 51 (2003) 2811-2922:
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPL8-0005-0087
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.