Структурные изменения в процессе горячей всесторонней ковки алюминиевого сплава 1570С

О.Ш. Ситдиков1, Р.Н. Гарипова2,3, Е.В. Автократова2, О.Э. Мухаметдинова2, М.В. Маркушев2
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Халтурина 39, 450001, Уфа, Россия
2Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Ст. Халтурина 39, 450001, Уфа, Россия
3Уфимский государственный авиационный технический университет, ул. К. Маркса 12, Уфа, 450000, Россия
Аннотация
Исследована эволюция структуры в литом Al-Mg-Sc-Zr сплаве 1570C при всесторонней изотермической ковке (ВИК), проводимой до степени деформации 10,5 при 450оС (~0,77Тпл) и 10-2 с-1. Данный сплав является перспективным конструкционным материалом, обладающим высокой прочностью при комнатной температуре. Он может легко деформироваться при повышенных температурах, в мелкозернистом состоянии демонстрирует высокие сверхпластические свойства, в то время как холодная деформация вызывает ряд проблем из-за высоких напряжений течения и сравнительно низкой пластичности. Соответственно, оценка потенциала измельчения зерен в данном сплаве при высоких температурах является важной для промышленного применения. Перед ВИК сплав имел равноосную зеренную структуру с размером зерна ~25 мкм и равномерным распределением когерентных наноразмерных дисперсоидов Al3(Sc,Zr). На ранних стадиях ВИК области новых мелких (суб)зерен, окруженных мало- и высокоугловыми границами, формировались в регионах мантии, а затем с увеличением степени деформации объемная доля этих кристаллитов увеличивалась, приводя к формированию микроструктуры со средним размером мелких зерен ~3 мкм и долей высокоугловых границ ~0,9. Характер зависимости параметров формирующейся микроструктуры от степени деформации показал, что измельчение зерен осуществлялось в соответствии с непрерывной динамической рекристаллизацией. Выявлено сильное взаимодействие между решеточными дислокациями и/или границами (суб)зерен и наноразмерными частицами Al3(Sc,Zr). Это предполагает, что дисперсные частицы могли даже при повышенной температуре эффективно сдерживать миграцию границ зерен, а также обеспечивать накопление дислокаций, ведущее к формированию субграниц высокой плотности и их трансформации в большеугловые границы. Также показано, что ВИК не приводила к деградации высоких прочностных свойств сплава. Полученные данные свидетельствуют в пользу того, что имеется большой потенциал для интенсивного измельчения зерен в данном сплаве при повышенных температурах, облегчающих его термомеханическую обработку.
Получена: 07 июля 2016   Исправлена: 08 августа 2016   Принята: 09 августа 2016
Просмотры: 253   Загрузки: 88
Ссылки
1.
F. J. Humphreys, P. B. Prangnell, J. R. Bowen, A. Gholinia, C. Harris. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A357, 1663 (1999).
2.
R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov. Prog. Mater. Sci. 45, 103 (2000).
3.
A. Yamashita, D. Yamaguchi, Z. Horita, T. G. Langdon. Mater. Sci. Eng. A287, 100 (2000).
4.
N. Tsuji, Y. Ito, Y. Saito, Y. Minamino. Scripta Mater. 47, 893 (2002).
5.
F. J. Humphreys, M. Hatherly. Recrystallization and Related Annealing Phenomena, 2nd ed. — Amsterdam: Elsevier. 2004. 658 p.
6.
O. Sh. Sitdikov, T. Sakai, A. Goloborodko, H. Miura, R. Kaibyshev. Philos. Mag. 85, 1159, (2005).
7.
R. Z. Valiev, T. G. Langdon. Prog. Mater. Sci. 51, 881 (2006).
8.
I. Mazurina, T. Sakai, H. Miura, O. Sitdikov, R. Kaibyshev. Mater. Sci. Eng. A473, 297 (2008).
9.
R. R. Mulyukov, А. А. Nazarov, R. M. Imaev. Russian Physics Journal. 51, 492 (2008).
10.
T. Sakai, H. Miura, A. Goloborodko, O. Sitdikov. Acta Mat. 57, 153 (2009).
11.
M. V. Markushev. Letters on Materials. 1,36 (2011). (in Russian).
12.
O. Sitdikov, E. Avtokratova, T. Sakai, K. Tsuzaki. Met. Mat. Trans. A 44, 1087 (2013).
13.
S. Subbarayan, H. J. Roven, Y. J. Chen, P. C. Skaret. Int. J. Mater. Res. 104, 630 (2013).
14.
O. Sitdikov, E. Avtokratova, T. Sakai. Journal of Alloys and Compounds. 648, 195 (2015).
15.
M. H. Shaeri, M. Shaeri, M. Ebrahimi, M. T. Salehi, S. H. Seyyedein. Prog. in Nat. Sci.: Mat. Internat. 26, 182 (2016).
16.
E. Avtokratova, O. Sitdikov, O. Mukhametdinova, M. Markushev, S. V. S. N. Murty, M. J. N. V. Prasad, B. P. Kashyap. Journal of Alloys and Compounds. 673, 182 (2016).
17.
J. K. Mason, C. A. Schuh. Acta Mater. 57.14, 4186 (2009).
18.
O. Sitdikov, R. Kaibyshev. Mater. Sci. Eng. A328, 147 (2002).