Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Relacje dezorientacji w początkowych stadiach rekrystalizacji metali o sieci RSC o średniej i małej energii błędu ułożenia

Miszczyk M., Paul H., Driver J.H., Maurice C.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

748--754

PL

Mechanizm stanowi ciągle silnie nierozpoznane zagadnienie. Jednym z kluczowych zagadnień związanych z opisem mechanizmów zarządzających procesem przemiany tekstury podczas wyżarzania jest identyfikacja typu granicy poprzez migrujący front rekrystalizacji. Celem niniejszej pracy było określenie dominujących relacji orientacji, pomiędzy stanem odkształconym a nowo powstałymi ziarnami we wczesnych stadiach rekrystalizacji w metalach o sieci regularnie ściennie centrowanej, o średniej i małej energii błędu ułożenia. Analizę prowadzono na monokryształach o orientacjach stabilnych w płaskim stanie odkształcenia, tj. „Goss”{110}<001> oraz „brass”{110}<112>. Monokrystaliczne próbki z Ni, Cu, Cu-2%Al odkształcono w próbie nieswobodnego ściskania do ok. 40 %. Następnie odkształcony materiał został poddany wyżarzaniu celem analizy preferencji w występowaniu relacji orientacji poprzez front rekrystalizacji. Analizę przeprowadzono z wykorzystaniem wysokorozdzielczej skaningowej mikroskopii elektronowej i techniki dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (SEM-FEG/EBSD). Przeprowadzona analiza preferencji w rozkładzie osi i kąta dezorientacji poprzez front rekrystalizacji pokazuje, że relacje dezorientacji zbliżone do 40°<111> są realizowane jedynie sporadycznie. Wykazano, że dominują rolę odgrywają dezorientacje określone kątami z zakresów 25-35° i 45-55° oraz obrotem dookoła osi <122>, <012>, <112> zgrupowanych zazwyczaj w pobliżu normalnych do wszystkich czterech płaszczyzn {111}.

EN

The objective of this paper is to identify the predominant crystallographic relations between deformed state and recrystallized grains during the early stages of recrystallization of fcc metals with medium and low stacking fault energy. The experimental investigations, based on high resolution SEM/EBSD measurements, have focused on the transformations which occur in plane strain compressed single crystals with stable orientations. After annealing the disorientation across the recrystallization front defines the final rotation by angles in the ranges of 25-35° and 45-55° around axes mostly grouped near the <122>, <012>, <112> and <111> directions located around the normals of all four {111} slip planes.

2

Microstructure and texture evolution during annealing of plane strain compressed Al and Al-1%Mn alloy single crystals

Miszczyk M., Paul H., Driver J. H., Maurice Cl.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

933-938

EN

The microstructure and the texture evolutions of partly recrystallized samples of pure Al and the Al-1%wt. Mn alloy have been characterized by a high resolution SEM/EBSD. The single crystals of the Goss{110}<001> and brass{110}<112> orientations, stable in the plane strain compression, were deformed in a channel-die up to 60% to develop a homogeneous structure composed of two sets of symmetrical primary microbands and then shortly annealed. It is documented that the orientations of the initial nucleus were scattered but not accidental. The disorientation axes in the orientation relationship across the recrystallization front usually coincide with one of the <112>, <221>, <102> or <111> crystallographic directions and were rather rarely close to the <110> or <001> directions. The disorientation axis of the <111>- type is only one of the few most often observed.

PL

Przemiany tekstury w poczatkowych stadiach rekrystalizacji sa przedmiotem intensywnych badan, zwłaszcza tych które dotycza półwyrobów płaskich stosowanych w przemysle do wytwarzania opakowan droga głebokiego tłoczenia. W niniejszej pracy wykorzystano wysokorozdzielczy system SEM/EBSD do analizy tych zmian w nieswobodnie sciskanych próbkach aluminium oraz stopu Al-1%Mn. Dla przejrzystosci prowadzonej analizy, w badaniach wykorzystano próbki monokrystaliczne, o orientacjach stabilnych w płaskim stanie odkształcenia, tj. Gossf110g<001> i brassf110g<112>. Poddano je nieswobodnemu sciskaniu (powszechnie uznawanemu za modelowe przyblizenie procesu walcowania) do 40% i 60%, a nastepnie analizowano ich zachowanie w poczatkowych stadiach rekrystalizacji. W stanie po deformacji obserwowano jednorodna strukture dwu symetrycznie usytuowanych rodzin mikropasm, która w procesie rekrystalizacji sprzyjała pojawieniu sie nowych ziaren. Udokumentowano, ze orientacje poczatkowych ziaren, wyrastajacych ze struktury stanu zdeformowanego nie sa przypadkowe, i tylko scisle okreslona liczba grup orientacji moze sie pojawic w poczatkowym stadium wyzarzania. Dezorientacja obliczona poprzez migrujacy front rekrystalizacji zwiazana jest najczesciej z rotacja dookoła kierunków krystalograficznych typu <112>, <221>, <102> lub <111>, oraz rzadziej <110> lub <001>. Os dezorientacji typu <111> jest tylko jedna z kilku czesciej spotykanych.

3

The structure of shear bands in twinned fcc crystals and their influence on recrystallization nucleation

Paul H., Driver J.H.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2006

|

Vol. 54, nr 2

209-220

EN

The orientations of recrystallization nuclei and their adjacent as-deformed regions have been characterised in deformed single crystals of different metals (Ag, Cu, Cu-2%wt.Al and Cu-8%wtAl) in which twinning and/or shear banding occur. {112 }<111> oriented crystals of these metals have been compressed to different strains, then lightly annealed, and the crystallographic aspects of the recrystallization process along shear bands examined by local orientation measurement in TEM and SEM. The results clearly show the existence of a well-defined crystallographic relation between the local deformation substructure and the first recrystallized areas of uniform orientation. The first-formed nuclei always exhibit near 25--40° (<111>-<112>) type misorientations, in the direction of highest growth, with respect to one of the two main groups of the deformation texture components. The rotation axes can be correlated with the slip plane normal of highest activity. As recrystallization proceeds, recrystallization twinning develops strongly and facilitates rapid growth; the first and higher generations of twins then tend to obscure the initial primary crystallographic relation between the shear bands and recrystallization nuclei.

4

Large strain deformation substructures and local crystallography in {100}<001>/{110}<001> aluminium bicrystals

Paul H., Driver J. H., Maurice C., Bijak M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 1

43-53

EN

Symmetrically oriented bicrystals of pure Al(99.998%) have been deformed in channel-die compression up to strains of 1.5 to correlate the dislocation substructures and the slip system distributions. The study has focused on structure development in f100g<001>/f110g<001> (cube/Goss) – oriented bicrystals with the grain boundary situated parallel to the compression plane. Both orientations have the same nominal Taylor factor and deform macroscopically by the same amount but have stable (Goss) and unstable (cube) micro-deformation behavior. The character of the deformation substructure was determined by systematic local orientation measurements using high resolution EBSD in a SEM-FEG scanning electron microscope and also by transmission electron microscopy (TEM) and the CBED technique at specific locations. The bicrystal deformation analysis shows that the microtexture evolution within neighboring grains is quite different. Very strong deformation banding is observed within crystallites with the unstable orientation, i.e. cube-oriented grain forms classical deformation bands of slightly and strongly dislocated areas. The Goss-oriented grains within bicrystals are more stable under plane strain conditions and do not show any tendency to strain inhomogeneties except for the zone near the grain boundary.

PL

W pracy analizowano umocnieniowe zachowanie się bikryształów Al(99.998%) o orientacji krystalitów {100}<001>/ {110}<001>, odkształcanych w próbie nieswobodnego ściskania do zakresu odkształceń ∼1.5. Granica rozdziału pomiędzy ziarnami usytuowana była równolegle do płaszczyzny ściskania. Obydwa krystality formujące bikryształ scharakteryzowane są tą samą wartością współczynnika Taylora. Jednakże ich zachowanie umocnieniowe jest odmienne, tj. orientacja {110}<001> pozostaje stabilna podczas gdy {100}<001> jest silnie niestabilna. W oparciu o pomiary orientacji lokalnych w TEM a także z wykorzystaniem techniki EBSD w SEM wyposażonym w działo o emisji polowej dokonano charakterystyki mikrostrukturalnej i tekturowej. W krystalicie o orientacji {100}<001> obserwowano formowanie się pasm odkształcenia złożonych z obszarów o wysokiej i niskiej gęstości dyslokacji. Orientacja G{110}<001> pozostawała stabilna nie przejawiając tendencji do formowania pasmowych niejednorodności odkształcenia za wyjątkiem wąskich obszarów w pobliżu granicy pomiędzy ziarnami.

5

Influence of the change deformation path on deformation banding in Cu-8%Al alloy single crystals

Jasieński Z., Paul H., Piątkowski A., Driver J. H., Litwora A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

503-514

EN

The textural and microstructural effects of cross rolling of fcc metals with low stacking fault energy have been studied by local orientation measurements in the SEM equipped with field emission gun (FEG) and by X-ray pole figure measurements. The analysis is focused on shear bands and deformation bands development by plane strain compression in copper-8%wt. aluminium alloy single crystals with twinned C{112}<111> and non twinned CR{112}<110> orientations as well as in twinned CRP{112}<110> samples after changing of the deformation path as a result of 90°NDII<112 > rotation. It has been found that important transitions of the deformation textures are correlated with deformation banding. In C{112}<111>-oriented samples and in those after the change of the deformation path (i.e. in {112}<110> pre-deformed as {112}<111>) the high resolution SEMFEG orientation maps allowed investigation of the way in which unstable behaviour of twin-matrix layers leads to the“brass”-type shear bands and formation of the deformation bands. Within well-developed shear bands the dominance of crystal lattice rotation about one of the <112> poles was observed. This is correlated with the operation of one of the two, initially equally active co-planar slip systems of {111}<110>-type. As a consequence, the rotation of twinned areas within shear bands is observed. This ultimately leads to formation of texture components near the B{110}<112>-S{123}<634> fibre. In non- twinned CR{112}<110> orientation from the beginning stages of deformation, a strong tendency to decomposition as a result of <112> rotation is also clearly observed. This leads to another type of deformation bands resembling the transition ones. From crystallographic point of view the tendency to form two nearly complementary positions of B{110}<112> orientation is observed.

PL

Teksturowe i mikrostrukturalne efekty walcowania krzyzowego metali o sieci A1 i niskiej energii błędu ułożenia badano metodą pomiaru pojedynczych orientacji w mikroskopie skaningowym (SEM) wyposażonym w działo polowe (FEG) jak również metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Analizowano rozwój pasm ścinania i pasm odkształcenia podczas nieswobodnego ściskania monokryształów stopu Cu-Al8% wag., posiadających początkową orientację C{112}<111> sprzyjającą blźniakowaniu odkształceniowemu i orientację CR{112}<110> nie bliźniakującą, jak również w zbliźniaczonych próbkach orientacji CRP[112}<110> t.j. wstępnie odkształconych w położeniu C i obróconych 90° wokół NDII<112> (ściskanych po zmianie drogi odkształcenia). Stwierdzono, że silne transformacje tekstury odkształconych próbek związane są z pasmową lokalizacją odkształcenia. W próbkach o poczatkowej orientacji C oraz w próbkach CRP odkształconych po zmianie drogi deformacji (wstępna deformacja w położeniu C), otrzymane mapy orientacji metodą SEM/FEG umożliwiły pełną charakterystykę krystalograficznych cech rozwoju pasm ścinania typu mosiądzu oraz tworzenia pasm odkształcenia. W pasmach ścinania wykazano dominację obrotów sieci wokół osi <112>leżących w płaszczyznie dwóch równoważnie aktywnych systemów współpłaszczyznowych BII i BIV, co prowadzi do rozwoju własnej lokalnej tekstury pasma ścinania charakteryzującej się składowymi tekstury walcowania mosiądzu G{110}<001>, B{110}<112> z udziałem składowej S{123}<634>. W przypadku nie zbliźniaczonej orientacji CR{112}<110> obrót wokół osi <112> leżących w płaszczyznach dwóch niekoplanarnych, równoważnie aktywnych systemów AIII i DI prowadzi również do powstania dwóch komplementarnych składowych B{110}<112> charakteryzujących alternatywnie orientacje sąsiednich pasm odkształcenia, powstających w wyniku alternatywnego operowania pojedynczych systemów poślizgu.

6

Dislocation density measurements by X-Ray profile analysis in texture components of deformed metals

Borbely A., Driver J. H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 1

65-76

EN

Recent X-ray methods for determining dislocation densities in texture components of deformed metals are described. They are based on the Wilkens’ model of a restrictedly random distribution of dislocations and new methods for separating out the respective broadening contributions due to strain and domain size. By appropriate choice of the goniometer angles of a diractometer one can obtain peaks from selected texture components in a deformed metal. The basic principles for the profile analysis are described and the method then applied, using both laboratory equipment and high energy Synchrotron radiation, to the determination of the orientation dependency of stored energy in cold rolled iron and hot rolled Al-Mg. It is also shown how the results of a Taylor type crystal plasticity calculation can be used to understand anisotropic peak broadening.

PL

W pracy opisano nowe metody określania gęstosci dyslokacji zdeformowanego metalu odpowiadającej poszczególnym składowym tekstury. Z jednej strony bazują one na dystrybucji opartej na modelu Wilkensa a drugiej na nowej metodzie, którą zastosowano do rozseparowania wkładu wnoszonego do pszerzenia piku dyfrakcyjnego zarówno przez naprężenie jak i wielkość badanego obszaru. Poprzez własciwy wybór kątów goniometru na dyfraktometrze możliwym było uzyskanie pików odpowiadających wybranym składowym tekstury odkształconego metalu. W pracy opisano genie laboratoryjne (dyfrakcja rentgenowska) jak i wysoko energetyczne promieniowanie Synchrotronowe. Zastosowano je do określenia zależności energii zmagazynowanej do orientacji w walcowanym na zimno żelazie oraz gorąco walcowanym stopie Al.-Mg. Pokazano także jak można zastosowac model uplastycznienia podany przez Taylora do analizy i zrozumienia anizotropowego poszerzenia piku dyfrakcyjnego.

7

Deformation Behaviour of Channel-Die Compressed Al Bicrystals with {100}<001>/{110}<011> Orientation

Paul H., Driver J. H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 1

209--218

EN

The formation of band-like heterogeneities in deformed grains and the evolution of their microtexture components during large plastic deformations is examined in Al bicrystals. The study has focussed on bands developed by plane strain compression in {100}< 001 >/}110}< 011> (soft/hard)-oriented high purity aluminium bicrystals with the boundary plane situated parallel to the compression plane. The character of the bands was determined by systematic local orientation measurements using EBSD in SEM-FEG scanning electron microscope and also by transmission electron microscopy (TEM/CBED) at specific locations. The bicrystal deformation analysis shows that the microtexture evolution in each crystallite is quite dierent. Very strong deformation banding in the ‘cube’ grain is initiated by strain incompatibilities and giving initial rotations about transveres direction. At very high strains where the flow is inhomogeneous, clearly defined rotations about a <112> axis are observed, suggesting localized single {111}<110> slip in areas of the band. The ‘hard’ {110}<011>-oriented grains are more stable under plane strain conditions except for the zone near the grain boundary where strong micro-textural/structural disturbances are observed.

PL

W pracy analizowano problem formowania się pasmowych niejednorodności odkształcenia oraz ich wpływ na ewolucję mikrostruktury i tekstury stanu odkształconego. Analiza bazuje na pasmach formujacych się w bikryształach aluminium o układzie orientacji ziaren {100}<001>/{110}<011>, z granicą pomiędzy krystalitami usytuowaną równolegle do płaszczyzny ściskania, poddanych nieswobodnemu ściskaniu. Identyfikacje mechanizmów odpowiedzialnych za obserwowane tendencje rotacji sieci krystalicznej przeprowadzono z użyciem transmisyjnej (TEM) i skaningowej (SEM) mikroskopii elektronowej, wykorzystujących techniki pomiaru orientacji lokalnych. Zachowanie umocnieniowe oraz ewolucja początkowej orientacji obydwu krystalitów formujących bikryształ są całkowicie odmienne. Ziarna o orientacji {100}<001> wykazują silną tendencję do formowania pasm odkształcenia. Z krystalograficznego punktu widzenia proces przejścia od orientacji osnowy do orientacji pasma, stowarzyszony jest z rotacją sieci krystalicznej dookoła osi <112> sugerującej aktywacje pojedynczego poślizgu typu {111}<110>. Krystality o orientacji {110}<110>, w badanym zakresie deformacji są bardziej stabilne, za wyjątkiem obszarów bezpośrednio przylegających do granicy ziaren gdzie obserwowano wystąpienie silnych zaburzeń sieci krystalicznej.

8

In-situ SEM studies of microtextural changes during recrystallization of cold deformed Al bicrystal

Paul H., Lens A., Driver J.H.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

411-414

EN

The evolutions of the components of the deformation microtexture and new grains orientation at early stages of recrystallization have been investigated in great detail. The analysis based on deformation process developed by plane strain compression in pure aluminium bicrystals with {100}<011>/{110}<001> orientation and with the grain boundary situated parallel to the compression plane. Progress in understanding of the new grains orientations formation was possible thanks to combination of the sample heating with systematic local orientation measurements within selected areas, using scanning electron microscopy (SEM) and electron backscattered diffraction (EBSD). SEM/EBSD orientation maps allowed investigation of the new grains occurrence, their growth, and as a result, the changes of the crystallographic orientations at early stages of recrystallization. Within step by step recrystallized samples the grain boundary migration connected with the 'consumption' of the as-deformed areas is realized by their movement along crystallographic corresponding to traces of the {111}<110>-type slip systems. No significant orientation changes within as-deformed areas far from the recrystallization front (with increasing of the recrystallization time) were observed.

PL

W pracy analizowano ewolucję składowych mikrotekstury stanu odkształconego oraz zmiany orientacji, jakie następują w początkowych stadiach procesu rekrystalizacji. Przeprowadzoną analizę oparto o proces nieswobodnego ściskania (channel-die test) próbek bikryształów aluminium o układzie orientacji {100}<011>/ {110}<001>, z granicą pomiędzy ziarnami, usytuowaną równolegle do płaszczyzny ściskania. W badaniach dokonano połączenia techniki pomiaru orientacji lokalnych w SEM z obserwacjami 'in-situ' wzrostu nowych ziaren w procesie rekrystalizacji. Sukcesywnie wykonywane mapy orientacji umożliwiły dokładną analizę krystalograficznych aspektów wzrostu nowych ziaren a tym samym mechanizmów rządzących procesem przemiany tekstury. Wykazano, że proces 'konsumpcji' obszarów stanu zdeformowanego jest realizowany poprzez migrację frontu rekrystalizacji wzdłuż kierunków krystalograficznych odpowiadających usytuowaniu śladów poślizgu typu {111}<110>. Ze wzrostem czasu wyżarzania nie obserwowano istotnych zmian orientacji w obszarach stanu odkształconego, znacznie oddalonych od czoła frontu rekrystalizacji.

9

Crystallographic aspects of the shear bands formation in C-oriented Cu-2%Al single crystals.

Pakul H., Piątkowski A., Jasieński Z., Driver J.H., Pawełek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

708-711

EN

High purity Cu-2%Al single crystals with initial C{112}<111> orientation have been deformed by plane strain compression (PSC) at 77K and 293K to develop fine shear bands (SB) in a twin-matrix (T-M) substructure. The microstructural and microtextural changes during deformation have been studied in detail mostly by TEM/CBED method. Local orientations measurements show that the scattering of the original T-M orientations within shear bands inclined at (+/-) 35 degrees is due to the elementary, local rigid lattice rotation around the transverse direction (TD)II<011> axis.

PL

W pracy analizowano metodami mikroskopii elektronowej wpływ umocnionej struktury matryca-bliźniak na proces formowania się pasm ścinania w monokryształach stopu Cu-2%Al, odkształcanych w próbie nieswobodnego ściskania w temperaturze 77K i 293K. W szczególności badania orientacji lokalnych metodą TEM/EBSD pokazały, że rozmycie początkowej orientacji płytek matryca-bliźniak wewnątrz pasm ścinania jest związane z procesem sztywnej rotacji sieci dookoła kierunku poprzecznego TDII<011>.