Структура ультрамелкозернистого сплава А2024 при комбинированной термодеформационной обработке

А. Петрова1, И.Г. Ширинкина1, И.Г. Бродова1, Л. Качмарек2, М. Стеглински2
1Институт физики металлов УрО РАН имени М.Н. Михеева, Россия, 620990, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18
2Технический университет города Лодзь, Польша, 90-924, г. Лодзь, ул. Стефановского, 1/15
Аннотация
Рассмотрено влияние разной додеформационной термической обработки на структруру и свойства ультрамелкокристаллического сплава А2024, полученного сдвигом под давлением. Установлены механизмы измельчения структуры и природа упрочнения закаленного или состаренного сплава в процессе ИПД.В работе рассмотрено влияние предварительной термической обработки на особенности формирования ультрамелкокристаллической (УМК) структуры при кручении под высоким квазигидростатическим давлением в наковальнях Бриджмена Al-Cu-Mg сплава. Термическая обработка проводилась по двум режимам: режим 1 включал нагрев до температуры 500°С, 16 часов и закалку в воду, а режим 2 после закалки дополнительно включал двухстадийное старение T6I6: 120°С, 1,5 часа и 160°С, 6 часов, после каждой стадии образцы закаливали в воду. Число оборотов наковальни составляло n = 5, 10, что по расчёту соответствовало истинной логарифмической деформации е ≈ 5.5, 6.5 в точках, лежащих на половине радиуса образца. Установлено, что предварительное двухстадийное старение крупнозернистого сплава способствует образованию фрагментированной зеренно-субзеренной структуры с высокой плотностью дислокаций при е = 5.5 и задерживает релаксационные процессы за счет блокировки границ зерен / субзерен дисперсными частицами упрочняющей фазы S. Показано, что при e = 6.5 происходит измельчение структуры сплава до наноуровня,, и параллельно идёт процесс динамического растворения частиц S фазы, который сопровождается появлением бездефектных зерен и формированием смешанной структуры. В случае кручения закаленного крупнозернистого сплава основным механизмом измельчения структуры до 450 нм является динамическая рекристаллизация. При е = 6.5 появляется дополнительный канал релаксации упругой энергии — динамическое старение пересыщенного Al твёрдого раствора, в результате которого твёрдость УМК сплава возрастает до 3000 МПа.
Получена: 19 июня 2017   Исправлена: 29 июня 2017   Принята: 03 июля 2017
Просмотры: 20   Загрузки: 9
Ссылки
1.
N. A. Belov. Phases composition of commercial Al alloys. М.: MISiS (2010) 511p. (in Russian) [Н. А. Белов. Фазовый состав промышленных алюминиевых сплавов. М.:МИСиС. (2010) 511 с.].
2.
D. G Eskin, J. Mater. Sci. 38,279 – 290 (2003).
3.
S. C Wang. Int. Mater.Rev. 50,123 – 215 (2005).
4.
L. Reich. Phil. Mag. Letters. 79,636 – 638 (1999).
5.
R. N Lumley, I. J. Polmear, A. J. Morton Mater. Forum. 28, 85 – 95 (2004).
6.
Wu Y. E., Wang Y. T. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 54, 19 – 26 (2010).
7.
Ł. Kaczmarek, M. Steglinski, H. Radziszewska, M. Kolodzeichik, Ya. Savicki, V. Shimanski, R. Atrashkevich, Ya. Svinyarski. Metalloved. Term. Obrab. Metal. 9, 45 – 50, (2012) (in Russian) [Л. Качмарек, М. Стеглински, Х. Радзишевска, М. Колодзейчик, Я. Савицки, В. Шимански, Р. Атрашкевич, Я. Свинярски. МИТОМ, 9, 45 – 50 (2012)].
8.
E. D. Hafisova, I. R. Iskanderova, R. K. Islamgaliev, D. L. Pankrotov. Letters on materials. 5(4), 399 – 403 (2015) (in Russian) [Э. Д. Хафизова, И. Р. Искандерова, Р. К. Исламгалиев, Д. Л. Панкротов. Письма о материалах. 5(4), 399 – 403 (2015)].
9.
M. R. Gazizov, A. V. Dubina, D. A. Zhemchuzhnikova, R. O. Kaibyshev.. Phys. Met. Metallogr. 116(7), 718 – 729 (2015).
10.
E. D. Hafisova, R. K. Islamgaliev, V. D. Sitdikova. Deformation and fracture of materials. 6, 25 – 29 (2015) (in Russian) [Э. Д. Хафизова, Р. К. Исламгалиев, В. Д. Ситдикова. Деформация и разрушение материалов. 6, 25 – 29 (2015)].
11.
S. Sabbaghianrad, T. G. Langdon. Letters on materials 5(3), 335 – 340 (2015).
12.
Ying Chen, Nong Gao, Gang Sha, Simon P. Ringer, Marco J. Starink Acta Materialia. 109, 202 – 212 (2016).
13.
A. N. Petrova, H. Radziszewska, L. Kaczmarek, M. Klih, I. G. Brodova, M. Steglinski. Phys. Met. Metallogr. 117(12), 1237 – 1244 (2016)
14.
T. S. Parel, S. C. Wang, M. J. Starink Materials and Design. 31(1), S2‑S5 (2010).
15.
I. G. Brodova, I. G. Shirinkina, A. N. Petrova, V. P. Pilyugin, T. P. Tolmachev. Phys. Met. Metallogr, 114(8), 667 – 671 (2013).
16.
I. G. Brodova, I. G. Shirinkina, A. N. Petrova, O. V. Antonova, V. P. Pilyugin, Phys. Met. Metallogr. 111, 630–638 (2011).