Microstructure and orientation of alpha + beta CuZnSi brasses for superplastic deformation

• Autorzy: Dutkiewicz J. , Szpunar J. , Kim B. , Nciri R. , Malczewski P. , Kuśnierz J.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i tekstura w mosiądzach alfa+beta do odkształcenia nadplastycznego

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two brasses containing up to 60.8% Cu, 39.3% Zn, 0.3% Si and 0.2% Ti (in wt%) with almost equal amount of alpha and beta phases were investigated. The thermomechanical treatment consisted of hot roIling, quenching from the beta range, cold rolling and annealing at 773K what resulted in grain refinement down to 1.5 - 3 žm. The tensile tests were conducted at various rates and temperature range 623-823K in order to determine the strain rate sensitivity coefficient m. It was done using step strain rate change. The m attained highest value of about 0.65 for temperature 773K allowing total elongation close to 500% at the deformation rate of 4 ź 10^-3 s^-1. Orientation imaging microscopy (OIM) was performed on specimens tensile deformed 0 and 500%. It allowed to establish grain size and misorientation changes. The grain size of the alpha phase increased from the initial 1.6 žm to 2.7 žm for the sample deformed 500% and that of the beta phase from 1.8 žm to 2.3 žm. The evolution of the alpha boundaries misorientation during superplastic deformation reveals that there is an increase of low angle boundaries (below 10 degrees) and decrease of that of a high angle. The analysis of the Coincidence Site Lattice or CSL boundaries reveals that they increase within beta phase and decrease within alpha phase. It means that the beta phase deforms more by slip as the soft phase in the alpha/beta brass. TEM studies of samples deformed superplastically at 773K up to 100% of elongation, confirmed presence of deformation twins of sigma 3 within beta phase and indicated higher average dislocation density within beta phase than that of the alpha phase. Frequent subgrain boundaries within alpha and beta grains confirmed the results of OIM studies.

PL

Do badań wybrano dwa mosiądze zawierające 60.8% Cu, 39.3% Zn, 0.3%Si i 0.05 lub 0.2% Ti (w % wag.) o zbliżonej zawartości faz alfa i beta. Zastosowana obróbka termomechaniczna polegała na walcowaniu na gorąco, hartowaniu z zakresu fazy beta, i walcowaniu na zimno oraz wyżarzaniu w 773K, co doprowadziło do rozdrobnienia ziarna do 1.5-3 žm. Próby rozciągania prowadzone przy temperaturach 623-823K i skokowo zmienianych szybkościach pozwoliły na określenie współczynnika m czułości na szybkość rozciągania. Osiągnął on najwyższe wartości 0.65 dla 773K co pozwoliło na osiągnięcie 500% deformacji. Zastosowanie techniki OIM (Orienation Imaging Microscopy) pozwoliło na określenie zmian orientacji ziaren alfa i beta. Metoda ta pozwoliła na precyzyjne określenie zmiany wielkości ziaren fazy alfa z 1.6 do 2.7 žm i fazy beta z 1.8 do 2.3 žm po deformacji do 500%. Pomiary dezorientacji ziaren fazy alfa pozwoliły na stwierdzenie wzrostu ilości granic nisko-kątowych (poniżej 10°) i spadek ilości wysokokątowych. Analiza zmiany liczby koincydencji granic ziaren pozwoliła na stwierdzenie jej wzrostu w ziarnach fazy beta i spadku w ziarnach fazy alfa. Świadczy to o większym udziale deformacji przez poślizg w ziarnach fazy beta jako fazy o mniejszej twardości. Badania TEM po deformacji superplastycznej 100% w 773K potwierdziły obecność granic bliźniaczych o sigma = 3 w fazie beta i potwierdziły wyższą gęstość dyslokacji w tej fazie. Częste występowanie podziarn w fazach alfa i beta potwierdziły wyniki OIM.

Słowa kluczowe

PL

mosiądz; mikrostruktura; tekstura; odkształcenie nadplastyczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 347--350
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Dutkiewicz J.

• Pedagogical Academy, Institute of Techniąue. Cracow,

autor

Szpunar J.

• McGill Universiry, Department of Metallurgical Engineering, Uniyersity St. Montreal, Quebec, Canada

autor

Kim B.

• McGill Universiry, Department of Metallurgical Engineering, Uniyersity St. Montreal, Quebec, Canada

autor

Nciri R.

• McGill Universiry, Department of Metallurgical Engineering, Uniyersity St. Montreal, Quebec, Canada

autor

Malczewski P.

• Pedagogical University of Cracow, Technology Institute, Cracow

autor

Kuśnierz J.

• Institute of Metallurgy and Materials Science, Polish Academy of Sciences, Cracow

Bibliografia

• [1] S. Sagat, P. Blenkinsop and D.M.R. Taplin, J. Inst. Metals, 100 (1972)268
• [2] G. Baro, Z. Metallkde, 63 (1972) 384
• [3] V.K. Portnoi, I.I. Novikov, B.N. Efremov, V.A. Koshalov, Tsvet. Met. 5 (1979) 103
• [4] V.K. Portnoi. V.S. Levchenko, Nguien Ngok Kuin, Metalloved i Term Obrabot. Met. 11 (1986) 11
• [5] B.N. EfremoY, V.N. Fedorov, V.D. Koshin, T.U. Duisemalyev, I.L. Kodolova, Tsvetn.met. 8 (1984) 82
• [6] K. Kirchberg, Freib. Forschungsh. B224 (1985)163
• [7] J. Belzunce and M. Suery, Acta metali., 31 (1983) 1497
• [8] Ding Hua, Wu Quingling, Ma Longxiang, J, Materials Sci., 27 (1992) 607
• [9] M. Adly, E.M. El Banna, H.A. Megahed and M. Żaki, Mater. Letters 19(1994)93
• [10] S.M. PoliakoY, L.I. Perepelitsina, A.G. Vorobyev, M.A. Tsepin, Materials Sci Forum, 170-172 (1994) 763
• [11] W. Shichun, Li Miaoąuan, Du Zhixiao, Liu Mabao, J. Materials. Proc. Technol. 69 (1997) 203
• [12] J.W. Edington, K.N. Melton and C.P. Cutler, Progress in Materials Sci., 21 (1976)63
• [13] D. Padmavarthani and Y.Y.K. Prasad, Z. Metallkd. 84 (1993), 57