The flow characteristics of superplasticity

M. Kawasaki, R.B. Figueiredo, T.G. Langdon

Abstract

Attaining superplastic elongations is an important prerequisite for using metals in commercial superplastic forming applications. This review briefly summarizes the principles of superplasticity in conventional materials and then demonstrates that similar behavior, for both the flow properties and the cavitation characteristics, may be attained in ultrafine-grained materials with submicrometer grain sizes produced through the application of severe plastic deformation (SPD). An advantage of using SPD processing is that the regime of superplastic flow is displaced to faster strain rates and often occurs within the region of high strain rate superplasticity.

References (72)

1.
A.J. Barnes. J. Mater. Eng. Perform. 16, 440 (2007).
2.
T.G. Langdon. J. Mater. Sci. 49, 5998 (2009).
3.
C.E. Pearson. J. Inst. Metals. 54, 111 (1934).
4.
Y.  Ma, T.G.  Langdon. Metall. Mater. Trans. 25A, 2309(1994).
5.
T.G. Langdon. Mater. Sci.Eng. A174, 225 (1994).
6.
R.Z.  Valiev, T.G.  Langdon. Acta Metall. Mater. 41, 949(1993).
7.
Y. Xun, F.A. Mohamed. Phil. Mag. 83, 2247 (2003).
8.
Y. Xun, F.A. Mohamed. Acta Mater. 52, 4401 (2004).
9.
T.G. Langdon. Metall. Trans. 13A, 689 (1982).
10.
T.G. Langdon. Metall. Mater. Trans. 33A, 249 (2002).
11.
T.G. Langdon. Z. Metallk. 96, 522 (2005).
12.
T.G. Langdon. Acta Metall. Mater. 42, 2437 (1994).
13.
D.A. Woodford. Trans. ASM. 62, 291 (1969).
14.
F.A. Mohamed, M.M. I. Ahmed, T.G. Langdon. Metall.Trans. 8A, 933 (1977).
15.
M.M. I. Ahmed, T.G. Langdon. Metall. Trans. 8A, 1832(1977).
16.
H.  Ishikawa, F.A.  Mohamed, T.G.  Langdon. Phil. Mag.32, 1269 (1975).
17.
J. Weertman. J. Appl. Phys. 28, 362 (1957).
18.
R.Z.  Valiev, R.K.  Islamgaliev, I.V.  Alexandrov. Prog.Mater. Sci. 45, 103 (2000).
19.
R.Z.  Valiev, Y.  Estrin, Z.  Horita, T.G.  Langdon,M.J. Zehetbauer, Y.T. Zhu. JOM. 58(4), 33 (2006).
20.
T.G. Langdon. Acta Mater. 61, 7035 (2013).
21.
R.Z.  Valiev, T.G.  Langdon. Prog. Mater. Sci. 51, 881(2006).
22.
A.P.  Zhilyaev, T.G.  Langdon. Prog. Mater. Sci. 53, 893(2008).
23.
R.K. Islamgaliev, N.F. Yunusova, R.Z. Valiev, N.K. Tsenev,V.N.  Perevezentsev, T.G.  Langdon. Scr. Mater. 49, 467(2003).
24.
P.  Kumar, C.  Xu, T.G.  Langdon. Mater. Sci.Eng. A410–411, 447 (2005).
25.
M. Kawasaki, T.G. Langdon. Mater. Trans. 49, 84 (2008).
26.
M. Kawasaki, T.G. Langdon. J. Mater. Sci. 48, 4730 (2013).
27.
K. Higashi, M. Mabuchi, T.G. Langdon. ISIJ Intl. 36, 1423(1996).
28.
M. Kawasaki, T.G. Langdon. Mater. Sci.Eng. A528, 6140(2011).
29.
T-S. Cho, H-J. Lee, B. Ahn, M. Kawasaki, T.G. Langdon.Acta Mater. 72, 67 (2014).
30.
M. Kawasaki, N. Balasubramanian, T.G. Langdon. Mater.Sci.Eng. A528, 6624 (2010).
31.
M. Kawasaki. T.G. Langdon. J. Mater. Sci. 49, 6487 (2014).
32.
R.Z. Valiev, D.A. Salimonenko, N.K. Tsenev, P.B. Berbon,T.G. Langdon. Scr. Mater. 37, 1945 (1997).
33.
S.  Komura, M.  Furukawa, Z.  Horita, M.  Nemoto,T.G. Langdon. Mater. Sci.Eng. A297, 111 (2001).
34.
S.  Komura, Z.  Horita, M.  Furukawa, M.  Nemoto,T.G. Langdon. Metall. Mater. Trans. A. 32A, 707 (2001).
35.
K.-T. Park, D.Y. Hwang, Y.K. Lee, Y.K. Kim, D.H. Shin.Mater. Sci.Eng. A341, 273 (2003).
36.
F.  Musin, R.  Kaibyshev, Y.  Motohashi, G.  Itoh. Metall.Mater. Trans. A. 35A, 2383 (2004).
37.
S.  Lee, A.  Utsunomiya, H.  Akamatsu, K.  Neishi,M. Furukawa, Z. Horita, T.G. Langdon. Acta Mater. 50,553 (2005).
38.
I. Nikulin, R. Kaibyshev, T. Sakai. Mater. Sci.Eng. A407,62 (2005).
39.
R. S. Mishra, R.Z. Valiev, S.X. McFadden, R.K. Islamgaliev,A.K. Mukherjee. Phil.Mag. A. 81, 37 (2001).
40.
G. Sakai, Z. Horita, T.G. Langdon. Mater. Sci.Eng. A393,344 (2005).
41.
S.V.  Dobatkin, E.N.  Bastarache, G.  Sakai, T.  Fujita,Z.  Horita, T.G.  Langdon. Mater. Sci.Eng.  A408, 141(2005).
42.
V.N. Perevezentsev, M.Yu. Shcherban, M.Yu. Murashkin,R.Z. Valiev. Tech. Phys. Lett. 33, 648 (2007).
43.
Y. Harai, K. Edalati, Z. Horita, T.G. Langdon. Acta Mater.57, 1147 (2009).
44.
C.  Xu, S.V.  Dobatkin, Z.  Horita, T.G.  Langdon. Mater.Sci.Eng. A500, 170 (2009).
45.
S. Sabbaghianrad, M. Kawasaki, T.G. Langdon. J. Mater.Sci. 47, 7789 (2012).
46.
M.  Kawasaki, J.  Foissey, T.G.  Langdon. Mater.Sci.Eng. A561, 118 (2013).
47.
A. Yamashita, Z. Horita, T.G. Langdon. Mater. Sci.Eng. A.300, 142 (2001).
48.
Z.  Horita, K.  Matsubara, K.  Makii, T.G.  Langdon. Scr.Mater. 47, 255 (2002).
49.
K.  Matsubara, Y.  Miyahara, Z.  Horita, T.G.  Langdon.Acta Mater. 51, 3073 (2003).
50.
M.  Furui, H.  Kitamura, H.  Anada, T.G.  Langdon. ActaMater. 55, 1083 (2007).
51.
R.B. Figueiredo, P.R. Cetlin, T.G. Langdon. Acta Mater.55, 4769 (2007).
52.
R.B.  Figueiredo, T.G.  Langdon. J.  Mater. Sci. 44, 4758(2009).
53.
R.B.  Figueiredo, T.G.  Langdon. J.  Mater. Sci. 45, 4827(2010).
54.
R.B.  Figueiredo, T.G.  Langdon. J.  Mater. Sci. 43, 7366(2008).
55.
R.B.  Figueiredo, T.G.  Langdon. Metal. Mater. Trans. A45A, 3197 (2014).
56.
H.  Somekawa, H.  Hosokawa, H.  Watanabe, K.  Higashi.Mater. Sci.Eng. A339, 328 (2003).
57.
J. A. del Valle, F. Carreño, O.A. Ruano. Scr. Mater. 57, 829(2007).
58.
M.V. Speight, W. Beere. Metal Sci. 9, 190 (1975).
59.
A.H.  Chokshi, T.G.  Langdon. Acta Metall. 35, 1089(1987).
60.
J.W. Hancock. Metal Sci. 10, 319 (1976).
61.
T.G. Langdon. Metal Sci. 16, 175 (1982).
62.
K.  Neishi, T.  Uchida, A.  Yamauchi, K.  Nakamura,Z.  Horita, T.G.  Langdon. Mater. Sci.Eng.  A307, 2328(2001).
63.
K.-T.  Park, S.H.  Myung, D.H.  Shin, C. S.  Lee. Mater.Sci.Eng. A371, 1781 (2004).
64.
F. Musin, R. Kaibyshev, Y. Motohashi, G. Itoh. Scr. Mater.50, 511 (2004).
65.
M. Kawasaki, Y. Huang, C. Xu, M. Furukawa, Z. Horita,T.G. Langdon. Mater. Sci.Eng. A410–411, 402 (2005).
66.
M. Kawasaki, C. Xu, T.G. Langdon. Acta Mater. 53, 5353(2005).
67.
M. Kawasaki, T.G. Langdon. J. Mater. Sci. 43, 7360 (2008).
68.
M. Kawasaki, T.G. Langdon. Mater. Trans. 53, 87 (2012).
69.
R.B. Figueiredo, S. Terzi, T.G. Langdon. Acta Mater. 58,5737 (2010).
70.
R.B.  Figueiredo, T.G.  Langdon. Mater. Sci.Eng.  A556,211 (2012).
71.
F.A. Mohamed, T.G. Langdon. Scr. Metall. 10, 759 (1976).
72.
L.K.L. Falk, P.R. Howell, G.L. Dunlop, T.G. Langdon. ActaMetall. 34, 1203 (1986).

Cited by (1)

1.
Kral P., Dvorak J., Kvapilova M., Horita Z., Sklenicka V., Письма о материалах 5(3 (19)), 306-312 (2015).