Влияние вторичных фаз на наноструктурирование и твердость интенсивно деформированного высокопрочного алюминиевого сплава

М.В. Маркушев1, Ю.Л. Бурдастых1, С.В. Крымский1, О.Ш. Ситдиков1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Халтурина 39, 450001 Уфа
Аннотация
Исследовали влияние выделений вторичных фаз, сформированных предварительной термообработкой, на формирование при интенсивной пластической деформации нанокристаллической (НК) структуры и твердость высокопрочного алюминиевого сплава с добавками Zr и Sc. Образцы, вырезанные из гомогенизированного слитка, были подвергнуты кручению под высоким давлением (КВД) (10 оборотов при 6 ГПа) при комнатной температуре. Предварительно сплав закаливали в воду и отжигали в течение 5 часов в интервале температур 170-250 0C для придания разной степени гетерогенности структуры путем изменения размеров и плотности выделений различной природы. В дополнение к когерентным алюминидам переходных металлов в форме диска диаметром ~25 нм (так называемым дисперсоидам) в предварительно закаленном сплаве, при отжиге формировали выделения основной упрочняющей  (MgZn) - фазы с эквивалентным диаметром от ~10 до 200 нм. Наиболее развитая НК структура с размером (суб)зерна ~80 нм формировалась при КВД закаленного сплава, придавая ему аномально высокую твердость. КВД предварительно отожженного при 170 0C сплава с наиболее дисперсными выделениями -фазы на порядок большей плотности, чем дисперсоиды, напротив, приводило к полностью нерекристаллизованной структуре с твердостью на ~15% меньше из-за подавления измельчения зерен. С увеличением температуры отжига выделения -фазы огрублялись и уменьшалось их количество, интенсифицируя рекристаллизацию. Однако все отожженные НК состояния демонстрировали еще меньшую твердость, так как структурное (деформационное) упрочнение сплава не компенсировало его разупрочнение, вызванное коагуляцией -фазы.
Получена: 10 февраля 2017   Исправлена: 21 марта 2017   Принята: 29 марта 2017
Просмотры: 66   Загрузки: 36
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, T. G. Langdon. Prog. Mater. Sci. 51, 881 (2006).
3.
R. Z. Valiev, I. V. Aleksandrov, Bulk Nanostructured Metallic Materials: Processing, Structure, and Properties, — Moscow: Akademkniga. 2007 [in Russian].
4.
R. Z. Valiev, Y. Estrin, Z. Horita, T. G. Langdon, M. J. Zehetbauer, Y. T. Zhu. Mater. Res. Lett., 4, 1 (2016).
5.
D. R. Nugmanov, O. Sh. Sitdikov, M. V. Markushev, Lett. Mat. 4, 209 (2014). (in Russian)
6.
F. J. Humphreys, M. Hatherly. Recrystallization and Related Annealing Phenomena, 2nd ed. — Amsterdam: Elsevier. 2004. 658 p.
7.
O. Sitdikov, S. Krymskiy, M. Markushev, E. Avtokratova, T. Sakai. Rev. Adv. Mater. Sci. 31 (2012) 62 – 67.
8.
P. J. Apps, M. Berta, P. B. Prangnell. Acta Mater. 53 (2005) 499 – 511.
9.
M. Kh. Rabinovich, M. V. Markushev, J. Mat. Sci. 31 (1996) 4997 – 5001.
10.
R. Z. Valiev, A. V. Korznikov, R. R. Mulyukov, Mat. Sci. Eng.: A. 168 (1993) 141 – 148.
11.
M. V. Markushev, Phys. Met. Metallogr. 8 (2009) 161 – 170.
12.
M. V. Markushev, Phys. Met. Metallogr. 7 (2009) 43 – 49.