Wpływ mikrostruktury i tekstury na własności mechaniczne stopu aluminium AA1200 odkształcanego metodą akumulacyjnego walcowania pakietowego

• Autorzy: Bogucka J. , Paul H. , Baudin T. , Mathon M. H.

Warianty tytułu

EN

The influence of microstructure and texture on mechanical properties of AA1200 alloy processed by Accumulative Roll Bonding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych dla stopu aluminium AA1200 odkształcanego metodą akumulacyjnego walcowania pakietowego (ARB). Materiał po deformacji w zakresie od 1 do 10 cykli (zakres odkształceń logarytmicznych 0,8÷8,0) poddano obserwacjom mikrostruktury za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM), przeprowadzono analizy mikrostrukturalno-teksturowe w mikro- i nanoskali z wykorzystaniem systemów pomiaru orientacji lokalnych oraz na podstawie próby rozciągania określono własności mechaniczne, tj. granicę plastyczności Rp0,2, wytrzymałość na rozciąganie Rm i wydłużenie względne A5. Wraz ze wzrostem stopnia odkształcenia obserwowano silne rozdrobnienie mikrostruktury do wielkości ziarna ok. 200÷300 nm z jednoczesnym wzrostem udziału granic ziaren dużego kąta. Obrazy tekstury analizowane w mikro- i nanoskali są zbliżone do tekstury otrzymanej metodą dyfrakcji promieni neutronowych i wykazują systematyczne formowanie się tekstury typu miedzi z silnie zaznaczonymi dwoma komplementarnym położeniami orientacji C {112}<111>. Zwiększanie stopnia odkształcenia podczas kolej- nych cykli procesu ARB powoduje wzrost własności wytrzymałościowych z jednoczesnym wzrostem plastyczności w odniesieniu do materiału umocnionego tradycyjnymi technikami. Tendencja ta utrzymuje się do 6 cyklu, powyżej którego odnotowano spadek własności plastycznych.

EN

The paper presents results of studies carried out on AA1200 aluminum alloy deformed by Accumulative Roll Bonding (ARB). The commercial purity material was deformed up to 10 cycles (equivalent plastic strain of 8). The de- formed microstructures and the crystallographic textures were characterized by transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopy including SEM orientation mapping. In sample scale crystallographic texture was determined using neutron diffraction. In this paper, the mechanisms by which grain refinement takes place during ARB deformation and the effect of the material and process variables on the micro- structural evolution in AA1200 aluminium alloy are discussed. It was found that with increase of deformation a strong grain refinement (up to 200÷300 nm) and strong increase of quantity of high angle (>15°) grain boundaries were ob- served. TEM observations and SEM/EBSD local orientation measurements allowed identifying fine and strongly disoriented planar dislocation structure of nanolayers described by strong density of texture components close to two nearly complementary positions of {112}<111> orientation. (This texture evolution coincides with global texture measurements by neutron diffraction). The microstructure development was correlated with changes observed in mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

akumulacyjne walcowanie pakietowe; stop aluminium; mikrostruktura; tekstura; własności mechaniczne

EN

accumulative roll-bonding (ARB); aluminum alloy; microstructure; texture; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 5
• Strony: 1347--1352
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bogucka J.

autor

Paul H.

autor

Baudin T.

autor

Mathon M. H.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków,

Bibliografia

• [1] Wang Y., Chen M., Zhou F., Ma E.: High tensile ductility in a nanostructured metal. Nature 419 (2002) 912.
• [2] Lee S. H., Saito Y., Sakai T., Utsunomiya H.: Microstructures and mechanical properties of 6061 aluminum alloy processed by accumulative roll-bonding. Mater. Sci. Eng. A325 (2002) 228.
• [3] Saito Y., Utsunomiya H., Tsuji N., Sakai T.: Novel ultra-high straining process for bulk materials-development of the Accumulative Roll-Bonding (ARB) process. Acta Mater. 47 (1999) 579.
• [4] Kim H. W., Kang S. B., Tsuji N., Minamino Y.: Elongation increase in ultra-fine grained Al-Fe-Si alloy sheets Acta Mater. 53 (2005) 1737.
• [5] Kuśnierz J., Mathon M.-H., Bogucka J., Faryna M., Jasieński J., Penelle R., Baudin T.: Microstructure, texture and mechanical properties of copper under ARB processing. Arch. Metall. Mater. 51 (2006) 239.
• [6] Terada D., Inoue S., Tsuji N.: Microstructure and mechanical properties of commercial purity titanium severely deformed by ARB process. J. Mater. Sci. 42 (2007) 1673.
• [7] Tsuji N., Ito Y., Saito Y., Minamino Y.: Strength and ductility of ultrafine grained aluminum and iron produced by ARB and annealing. Scr. Mater. 47 (2002) 893.
• [8] [8] Chen M.C., Hsieh H.C., Wu W.: The evolution of microstructures and mechanical properties during accumulative roll bonding of Al/Mg composite. Journal of Alloys and Compounds 416 (2006) 169.
• [9] Min G., Lee J. M., Kang S. B., Kim H. W.: Evolution of microstructure for multilayered Al/Ni composites by accumulative roll bonding process. Materials Letters 60 (2006) 3255.
• [10] Eizadjou M., Talachi A. K., Manesh H. D., Shahabi H. S., Janghorban K.: Investigation of structure and mechanical properties of multi-layered Al/Cu composite produced by accumulative roll bonding (ARB) process. Composites Science and Technology 68 (2008) 2003.
• [11] Quadir M. Z., Al-Buhamad O., Bassman L., Ferry M.: Development of a recovered/recrystallized multilayered microstructure in Al alloys by accumulative roll bonding. Acta Mater. 55 (2007) 5438.
• [12] Kwan C., Wang Z., Kang S. B.: Mechanical behavior and microstructural evolution upon annealing of the accumulative roll-bonding (ARB) processed Al alloy 1100. Mater. Sci. Eng. A480 (2008) 148.
• [13] Huang X., Tsuji N., Hansen N., Minamino Y.: Microstructural evolution during accumulative roll-bonding of commercial purity aluminum. Mater. Sci. Eng A340 (2003) 265.
• [14] Ito Y., Tsuji N., Saito Y., Utsunomiya H., Sakai T.: Change in microstructure and mechanical properties of ultra-fine grained aluminum during annealing. J. Jpn. Inst. Metals 64 (2000) 429.
• [15] Paul H.: Pasma ścinania w metalach o sieci regularnej ściennie centrowanej. IMIM PAN Kraków (2009).