The effect of dynamic compression on the evolution of microstructure in aluminium and its alloys

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

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0132

Warianty tytułu

PL

Wpływ dynamicznego ściskania na mikrostrukturę aluminium i jego stopów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the work, the microstructure and selected properties of aluminium and its alloys (AlCu4Zr0.5, AlMg5, AlZn6Mg2.5CuZr) deformed with high strain rate were investigated. The cylindrical samples were compressed by a falling - weight-type impact-testing machine at the strain rate ranging from 1.77-6.06x10² s^-1 in order to attain true strains between Φ = 0 - 0.62. After compression, the microhardness of the samples was tested and the microstructure was examined by means of both optical (LM) and transmission electron microscopy (TEM). Additionally the misorientation of selected microstructural elements using proprietary KILIN software was determined. The large density of shear bands, bands and microbands was the characteristic feature of the microstructure. The statistical width of the microbands observed in the microstructure was calculated using the mean chord method. The obtained data demonstrate reduction of the microbands width with the increase of deformation. The main object of investigations concerns the microstructure elements refinement affected by dynamic compression.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i wybranych właściwości polikrystalicznego aluminium i jego stopów: AlMg5, AlCu4Zr0.5, AlZn6Mg2.5CuZr ściskanych dynamicznie za pomocą młota spadowego. Próbki odkształcano w zakresie odkształceń rzeczywistych Φ = 0-0.62 z prędkością odkształcenia z zakresu 1.77-6.06x10² s^-1. Na tak odkształconych materiałach przeprowadzono pomiar mikrotwardości oraz badania mikrostruktury przy zastosowaniu transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) i mikroskopu świetlnego (LM), dodatkowo przeprowadzono pomiar dezorientacji w mikroobszarach metodą linii Kikuchiego przy zastosowaniu oprogramowania KILIN. Cechą charakterystyczną mikrostruktury badanych materiałów były licznie obserwowane pasma i pasma ścinania. Wyniki uzyskane przy zastosowaniu transmisyjnego mikroskopu elektronowego dowiodły występowania licznych mikropasm i mikropasm ścinania, które w zależności od materiału przebiegały na tle różnych układów dyslokacyjnych. Obserwowane mikropasma wykazywały dużą dezorientację względem osnowy. Stwierdzono wzajemnie przecinanie się mikropasm. W zakresie wyższych wartości odkształcenia, mikropasma wypełniały niemal całą objętość próbek. Zaobserwowano zależność zmniejszania się średniej szerokości i mikropasm wraz ze wzrostem wielkości odkształcenia i prędkości odkształcenia. Praca miała na celu określenie wpływu prędkości odkształcenia (1.77x10¹ - 6.06x10²s^-1) na możliwość rozdrobnienia mikrostruktury polikrystalicznego aluminium A199.5 i jego stopów (AlMg5, AlCu4Zr0.5, AlZn6Mg2.5CuZr) odkształcanych w procesie dynamicznego ściskania za pomocą młota spadowego.

Słowa kluczowe

EN

aluminium alloys; microstructure; ultrafine-grained microstructure; nanocrystalline microstructure; transmission electron microscopy TEM

PL

stopy aluminium; mikrostruktura; mikrostruktura drobnoziarnista; mikrostruktura nanokrystaliczna; transmisyjny mikroskop elektronowy

• 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: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1097--1103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Leszczyńska-Madej B.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Richert M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] M. Furakawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, Materials Science and Engineering A 324, 82 (2002).
• [2] R. Z. Valiev, Y. Estrin, Z. Horita, T. G. Langdon, M. J. Zehetbauer, Y. T. Zhu, Journal of Materials 58/4, 33 (2006).
• [3] K. J. Kurzydłowski, Bulletyn of the Polish Academy of Science, Technical Sciences 52/4, 301 (2004).
• [4] B. Leszczynska-Madej, M. Richert, Journal of Microscopy 237, 399 (2010).
• [5] P. B. Prangnell, J. R. Bowen, A. Gholinia, In: Proc. Of the 22nd Riso International Symposium on Mat.Sci., Science of Metastable and Nanocrystalline Alloys Structure, Properties and Modeling, (Eds.: A.R.Dinesen at al.) 105, Risø National Laboratory, Roskilde (2000).
• [6] V. M. Segal, Materials Science and Engineering A338, 331 (2002).
• [7] K. T. Park, J. Kwon, W. J. Kim, Y. S. Kim, Materials Science and Engineering A316, 145 (2001).
• [8] M. Richert, Archive of Materials Science 26/4, 235 (2005).
• [9] M. Zhou, A. J. Rosakis, G. Ravichandran, Journal of the Mechanic and Physic of Solids 44/6, 981 (1996).
• [10] Y. Xu, J. Zhang, Y. Bai, M. A. Meyers, Metallurgical and Materials Transactions A39, 811 (2008).
• [11] K. J. Kurzydłowski, M. Richert, B. Leszczyńska, H. Garbacz ,W. Pachla, Solid State Phenomena 114, 117 (2006).
• [12] M. Richert, K. J. Kurzydłowski, Archives of Materials Science 24/4, 561 (2003).
• [13] J. S. Hayes, P. B. Prangnell, F. J. Humphreys, Materials Science Forum 331-337, 545 (2000).
• [14] L. F. Mondolfo, Aluminium alloys: Structure and Properties, London, Butterworth &Co (Publishers) Ltd 1976.