Насыщение микроструктуры, стабильность твердости и сверхпластичность ультрамелкозернистых металлов, полученных комбинацией методов интенсивной пластической деформации

S. Sabbaghianrad1, T.G. Langdon1
1University of Southern California
Аннотация
Промышленный алюминиевый сплав Al-7075 был использован для исследования степени насыщения твердости и насыщения микроструктуры после обработки путем кручения под высоким давлением (КВД) вплоть до 20 оборотов или комбинации равноканального углового прессования (РКУП) в 4 или 8 проходов и КВД. Результаты показывают, что имеет место дополнительное измельчение зерен при предварительной обработке материала путем РКУП, который создает ультрамелкозернистую структуру перед КВД. Таким образом, размер зерен непосредственно перед КВД определяет микроструктуру и твердость при насыщении. На микроструктурных изображениях выявляется значительное измельчение зерен, их преобразование от удлиненных зерен со средним диаметром около 8 мкм в образцах перед деформацией до равноосных зерен со средним размером около 200 нм после комбинации РКУП в 8 проходов и КВД в 20 оборотов. Это измельчение зерен приводит к улучшению механических свойств сплава Al-7075. Измерения микротвердости по Виккерсу показывают значительное повышение микротвердости сплава Al-7075 от Hv≈102 в отожженных образцах до Hv≈270 после обработки комбинацией РКУП в 8 проходов и КВД в 20 оборотов. Образцы, обработанные комбинацией РКУП и КВД, проявляют также отличные сверхпластические свойства с удлинениями до более чем 1000% при 673 K.
Принята: 08 января 2015
Просмотры: 115   Загрузки: 32
Ссылки
1.
E. O. Hall, J. Proc. Phys. Soc. B 64, 747 (1951).
2.
N. J. Petch, J. Iron Steel Inst. 174, 25 (1953).
3.
T. G. Langdon, Metall. Trans. 13A, 689 (1982).
4.
R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov, Prog. Mater. Sci. 45, 103 (2000).
5.
R. Z. Valiev, Y. Estrin, Z. Horita, T. G. Langdon, M. J. Zehetbauer, Y. T. Zhu, JOM 58 (4), 33 (2006).
6.
T. G. Langdon, Acta Mater. 61, 7035 (2013).
7.
R. Z. Valiev, T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci. 51, 881 (2006).
8.
A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008).
9.
Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, Acta Mater. 46, 3317 (1998).
10.
S. Komura, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, J. Mater. Res. 14, 4044 (1999).
11.
Y. H. Zhao, X. Z. Liao, Z. Jin, R. Z. Valiev, Y. T. Zhu, Acta Mater. 52, 4589 (2004).
12.
M. Kawasaki, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A524, 143 (2009).
13.
J. Xu, M. Shirooyeh, J. Wongsa-Ngam, D. Shan, B. Guo, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A586, 108 (2013).
14.
A. P. Zhilyaev, B. K. Kim, G. V. Nurislamova, M. D. Baró, J. A. Szpunar, T. G. Langdon, Scripta Mater. 46, 575 (2002).
15.
A. P. Zhilyaev, G. V. Nurislamova, B. K. Kim, M. D. Baró, J. A. Szpunar, T. G. Langdon, Acta Mater. 51, 753 (2003).
16.
J. Wongsa-Ngam, M. Kawasaki, T. G. Langdon, J. Mater. Sci. 48, 4653 (2013).
17.
C. Xu, M. Furukawa, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A398, 66 (2005).
18.
C. Xu, K. Xia, T. G. Langdon, Acta Mater. 55, 2351 (2007).
19.
J. Wongsa-Ngam, M. Kawasaki, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A556, 526 (2012).
20.
M. Prell, C. Xu, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A480, 449 (2008).
21.
A. Veveçka, M. Cabibbo, T. G. Langdon, Mater. Charact. 84, 126 (2013).
22.
C. Xu, Z. Horita, T. G. Langdon, Acta Mater. 55, 203 (2007).
23.
M. Kawasaki, R. B. Figueiredo, T. G. Langdon, Acta Mater. 59, 308 (2011).
24.
M. Kawasaki, S. N. Alhajeri, C. Xu, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A529, 345 (2011).
25.
R. Pippan, F. Wetscher, M. Hafok, A. Vorhauer, I. Sabirov, Adv. Eng. Mater. 8, 1046 (2006).
26.
R. Pippan, S. Scheriau, A. Taylor, M. Hafok, A. Hohenwarter, A. Bachmaier, Ann. Rev. Mater. Res. 40, 319 (2010).
27.
S. Sabbaghianrad, M. Kawasaki, T. G. Langdon, J. Mater. Sci. 47, 7789 (2012).
28.
S. Sabbaghianrad, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A596, 52 (2014).
29.
S. Sabbaghianrad, T. G. Langdon, Adv. Mater. Res. 922, 610 (2014).
30.
Y. Iwahashi, J. Wang, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, Scripta Mater. 35, 143 (1996).
31.
M. Furukawa, Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A257, 328 (1998).
32.
K. Oh-ishi, Z. Horita, M. Furukawa, M. Nemoto, T. G. Langdon, Metall. Mater. Trans. 29A, 2011 (1998).
33.
R. B. Figueiredo, P. R. Cetlin, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A528, 8198 (2011).
34.
R. B. Figueiredo, P. H. R. Pereira, M. T. P. Aguilar, P. R. Cetlin, T. G. Langdon, Acta Mater. 60, 3190 (2012).
35.
P. B. Berbon, M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, Metall Mater Trans A 30A, 1989 (1999).
36.
J. K. Mackenzie, M. J. Thomson, Biometrika 44, 205 (1957).
37.
J. K. Mackenzie, Biometrika 45, 229 (1958).
38.
T. G. Langdon, J. Mater. Sci. 44, 5998 (2009).
39.
P. Serre, R. B. Figueiredo, N. Gao, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A528, 3601 (2011).
40.
F. A. Mohamed, S. S. Dheda, Mater. Sci. Eng. A558:59 (2012).
41.
F. A. Mohamed, S. S. Dheda, Mater. Sci. Eng. A580, 227 (2013).
42.
S. Sabbaghianrad, J. Wongsa-Ngam, M. Kawasaki, T. G. Langdon, J. Mater. Res. Technol. 3, 319 (2014).
43.
C. Xu, Z. Száraz, Z. Trojanová, P. Lukáč, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A497, 206 (2008).
44.
G. Sakai, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Trans. 45, 3079 (2004).
45.
E. El-Danaf, M. Kawasaki, M. El-Rayes, M. Baig, J. A. Mohammed, T. G. Langdon, J. Mater. Sci. 49, 6597 (2014).
46.
M. Kawasaki, J. Mater. Sci. 49,18 (2014).
47.
M. Kawasaki, B. Ahn, T. G. Langdon, Acta Mater. 58, 919 (2010).
48.
N. X. Zhang, M. Kawasaki, Y. Huang, T. G. Langdon, J. Mater. Sci. 48, 4582 (2013).