Скольжение под высоким давлением прутковых образцов для измельчения зерен и сверхпластичности сплавов Al и Mg

T. Masuda1, K. Fujimitsu1, Y. Takizawa1,2, Z. Horita1,2
1Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University, Fukuoka 819-0395, Japan
2WPI, International Institute for Carbon-Neutral Energy Research, Kyushu University, Fukuoka 819-0395, Japan
Аннотация
Скольжение под высоким давлением (СВД) представляет собой процесс интенсивной пластической деформации (ИПД) для значительного измельчения зерен и аналогичен кручению под высоким давлением (КГД), поскольку оба процесса осуществляются под высоким давлением. Тогда как процесс КВД использует образцы в виде диска или кольца, СВД применяется к образцам в форме прямоугольных листов. В настоящей работе показано, что процесс СВД может быть применен также к прутковым образцам. Чтобы достичь однородной микроструктуры по всему поперечному сечению прутка, последний поворачивается вокруг своей продольной оси после каждой обработки. Процесс СВД проведен на чистом Al, алюминиевых сплавах Al-3%Mg-0.2%Sc, A2024 и A7075, а также на магниевом сплаве AZ61 под давлением в интервале 1-2 ГПа. Показано, что во всех образцах формируется однородная микроструктура путем поворота вокруг продольной оси на 60°после каждой обработки. Алюминиевые сплавы и сплав магния демонстрируют измельчение зерен до размеров менее 500 нм и сверхпластические удлинения значительно выше 400% для сплавов A2024 и A7075 и более 1000% для сплавов Al-3%Mg-0.2%Sc и AZ61. Таким образом, можно ожидать, что процесс СВД имеет потенциал масштабирования размеров образцов не только на листовые, но и на прутковые образцы. Ключевые слова: интенсивная пластическая деформация (ИПД), ультрамелкие зерна (УМЗ); сверхпластичность; твердость по Виккерсу; испытание растяжением
Принята: 12 августа 2015
Просмотры: 140   Загрузки: 38
Ссылки
1.
F. A. Mohamed, T. G. Langdon, Scr. Metall. 10, 759 (1976).
2.
R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov, Prog. Mater. Sci. 45, 103 (2000).
3.
R. Z. Valiev, Y. Estrin, Z. Horita, T. G. Langdon, M. J. Zehetbauer, Y. T. Zhu, JOM 58 (4), 33 (2006).
4.
R V. M. Segal, V. I. Reznikov, A. E. Drobyshevskiy, V. I. Kopylov, Russian Metall. 1, 99 (1981).
5.
Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji and T. Sakai, Acta Mater. 47, 579, (1999).
6.
P. W. Bridgman, Phys. Rev. 48, 825 (1935).
7.
T. Waitz, V. Kazykhanov and H. P. Karnthaler, Acta Mater. 52, 137 (2004).
8.
Y. Ikoma, K. Hayano, K. Edalati, K. Saito, Q. Guo and Z. Horita, Appl. Phys. Lett. 101, 121908 (2012).
9.
K. Edalati, J. Matsuda, H. Iwaoka, S. Toh, E. Akiba and Z. Horita, Int. J. Hydrogen Energy 38, 4622 (2013).
10.
K. Edalati and Z. Horita, J. Mater. Sci. 45, 4578 (2010).
11.
K. Edalati and Z. Horita, J. Mater. Sci. 47, 473 (2012).
12.
G. Sakai, K. Nakamura, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A406, 268 (2005).
13.
L. S. Toth, M. Arzaghi, J. J. Fundenberger, B. Beausir, O. Bouaziz, R. Arruffat-Massion, Scr. Mater. 60, 175 (2009).
14.
J. T. Wang, Z. Li, J. Wang, T. G. Langdon, Scr. Mater. 67, 810 (2012).
15.
A. Hohenwarter, Mater. Sci. Eng. A626, 80 (2015).
16.
T. Fujioka, Z. Horita, Mater. Trans. 50, 930 (2009).
17.
K. Tazoe, S. Honda and Z. Horita, Mater. Sci. Forum 667—669, 91 (2011).
18.
S. Lee, K. Tazoe, I. F. Mohamed and Z. Horita, Mater. Sci. Eng. A628, 56 (2015).
19.
C. Xu, Z. Horita and T. G. Langdon, Acta Mater. 55, 203 (2007).
20.
Y. Harai, Y. Ito and Z. Horita, Scr. Mater. 58, 469 (2008).
21.
Y. Ito and Z. Horita, Mater. Sci. Eng. A503, 32 (2009).
22.
S. Komura, M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A297, 111 (2001).
23.
S. Komura, Z. Horita, M. Furukawa, M. Nemoto, T. G. Langdon, Metall. Mater. Trans. A 32A, 707 (2001).
24.
G. Sakai, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A393, 344 (2005).
25.
Z. Horita and T. G. Langdon, Scr. Mater. 58, 1029 (2008).
26.
Y. Harai, K. Edalati, Z. Horita, T. G. Langdon, Acta Mater. 57, 1147 (2009).
27.
S. Lee, M. Furukawa, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A342, 294 (2003).
28.
I. Charit, R. S. Mishra, Mater. Sci. Eng. A359, 290 (2003).
29.
S. V. Dobatkin, E. N. Bastarache, G. Sakai, T. Fujita, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A408, 141 (2005).
30.
A. Alhamidi, Z. Horita, Mater. Sci. Eng. A622, 139 (2015).
31.
S. Lee, Z. Horita, Mater. Sci. Forum 794—796, 807 (2014).
32.
Z. Horita, K. Matsubara, K. Makii, T. G. Langdon, Scr. Mater. 47, 255 (2002).
33.
H. Somekawa, H. Hosokawa, H. Watanabe, K. Higashi, Mater. Sci. Eng. A339, 328 (2003).
34.
Y. Miyahara, Z. Horita, T. G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A420, 240 (2003).
35.
J. A. del Valle, F. Carreño, O. A. Ruano, Scr. Mater. 57, 829 (2007).
36.
R. B. Figueiredo, T. G. Langdon, J. Mater. Sci. 43, 7366 (2008).
37.
Y. Harai, M. Kai, K. Kaneko, Z. Horita, T.G. Langdon, Mater. Trans. 49, 76 (2008).