Необычная кинетика деформационно-индуцированных фазовых превращений в сплаве Cu-Cr-Zr

С.Н. Фаизова ORCID logo , Д.А. Аксенов, И.А. Фаизов, К.С. Назаров показать трудоустройства и электронную почту
Получена 26 февраля 2021; Принята 07 мая 2021;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: С.Н. Фаизова, Д.А. Аксенов, И.А. Фаизов, К.С. Назаров. Необычная кинетика деформационно-индуцированных фазовых превращений в сплаве Cu-Cr-Zr. Письма о материалах. 2021. Т.11. №2. С.218-222
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-2-218-222

Аннотация

Немонотонное изменение свойств сплава системы Cu-Cr-Zr в условиях ИПД, обусловлено особенностью кинетики выделения-растворения частиц вторых фаз и формирования твердого раствора. Данный процесс обусловлен не только диффузией, но и дополнительным фактором ИПД, способствующим измельчению частиц.В данной работе представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие немонотонное изменение концентрации твердого раствора в процессе кручения под высоким давлением предварительно состаренного сплава Cu-Cr-Zr. Исходно низкая концентрация твердого раствора, увеличиваясь в процессе интенсивной деформации, проходит через максимум, прежде чем стабилизируется при более низком значении. Такое поведение, строго говоря, невозможно для процесса, контролируемого диффузией, в стационарных условиях. Наблюдения за эволюцией частиц вторых фаз в процессе деформации позволяют предположить возможный механизм этого явления. Интенсивная деформация вызывает измельчение частиц, изначально присутствующих в сплаве, за счет, вероятнее всего, квазихрупкого разрушения, что создает фрагменты с острыми ребрами и делает возможным их частичное растворение по механизму Гиббса-Томсона. Морфология и размеры частично растворенных фрагментов и вновь выделившихся частиц делают их менее подверженными разрушению, чем те, которые образовались в результате предварительного старения. Таким образом, при интенсивной деформации, в отличие от обычно рассматриваемых моделей, «растворяющееся» подмножество частиц эволюционирует не только за счет диффузии. Другими словами, деформация создает разницу между «растворяющимся» и «выпадающим» подмножествами частиц. По мере того, как сочетание разрушения и растворения трансформирует исходный ансамбль частиц, растворение постепенно замедляется в отличие от выделения, скорость которого контролируется концентрацией раствора и плотностью сверхкритических зародышей. В результате эти процессы сначала достигают переходного баланса, соответствующего максимальной концентрации, и только затем стабильного динамического равновесия при более низком ее значении.

Ссылки (24)

1. C. C. Koch, T. G. Langdon, E. J. Lavernia. Metall. Mater. Trans. A. 48, 5181 (2017). Crossref
2. N. Tsuji, T. Maki. Scr. Mater. 60, 1044 (2009). Crossref
3. A. Mazilkin, B. Straumal, A. Kilmametov, P. Straumal, B. Baretzky. Mat. Trans. 60, 1489 (2019). Crossref
4. I. A. Faizov, R. R. Mulyukov, D. A. Aksenov, S. N. Faizova, N. V. Zemlyakova, K. R. Cardoso, Yu. Zeng. Lett. Mater. 8, 110 (2018). (in Russian) [И. А. Фаизов, Р. Р. Мулюков, Д. А. Аксенов, С. Н. Фаизова, Н. В. Землякова, K. Cardoso, Y. Zeng. Письма о материалах. 8, 110 (2018).]. Crossref
5. A. Bachmaier, G. B. Rathmayr, M. Bartosik, D. Apel, Z. Zhang, R. Pippan. Acta Mater. 69, 301 (2014). Crossref
6. X. Sauvage, J. Copreaux, F. Danoix, D. Blavette. Phil. Mag. A. 80, 781 (2000). Crossref
7. V. G. Gavriljuk. Mater. Sci. Eng. A. 345, 81 (2003). Crossref
8. Yu. Ivanisenko, W. Lojkowski, R. Z. Valiev, H.-J. Fechta. Acta Mater. 51, 5555 (2003). Crossref
9. N. Guelton, M. François. Metall Mater. Trans. A. 51, 1602 (2020). Crossref
10. J. Languillaume, G. Kapelski, B. Baudelet. Acta Mater. 45, 1201 (1997). Crossref
11. A. Almazouzi, M.-P. Macht, V. Naundorf, G. Neumann. Phys. stat. sol. (a). 167, 15 (1998).%3C15::AID-PSSA15%3E3.0.CO;2-8. Crossref
12. V. V. Sagaradze, V. A. Shabashov. Phys. Metals Metallogr. 112, 146 (2011). Crossref
13. D. J. Chakrabarti, D. E. Laughlin. Bull. Alloy Phase Diagrams. 5, 59 (1984). Crossref
14. N. J. Simon, E. S. Drexler, R. P. Reed. NIST monograph 177. Properties of Copper and Copper Alloys at Cryogenic Temperatures. U. S. Government printing office, Washington (1992) 850 p.
15. T. Toyoda. J. Phys. Soc. Japan. 39, 76 (1975). Crossref
16. Y. Jin, K. Adachi, T. Takeuchi, H. G. Suzuki. Mater. Lett. 32, 307 (1997). Crossref
17. Q. Liu, X. Zhang, Y. Ge, J. Wang, J.-Z. Cui. Metall and Mat. Trans. A. 37, 3233 (2006). Crossref
18. J. B. Correia, H. A. Davies, C. M. Sellars. Acta mater. 45, 177 (1997). Crossref
19. A. Bell, H. A. Davies. Mater. Sci. Eng. A. 226 - 228, 1039 (1997). Crossref
20. L. Arnberg, U. Backmark, N. Bäckström, J. Lange. Mater. Sci. Eng. 83, 115 (1986). Crossref
21. D. Arias, J. P. Abriata. J. Phase Equilibria. 11, 452 (1990). Crossref
22. S. V. Dobatkin, D. V. Shangina, N. R. Bochvar, M. Janeček. Mater. Sci. Eng. A. 598, 288 (2014). Crossref
23. D. V. Shangina, J. Gubicza, E. Dodony, N. R. Bochvar, P. B. Straumal, N. Y. Tabachkova, S. V. Dobatkin. J. Mater. Science. 49, 6674 (2014). Crossref
24. M. Azimi, G. H. Akbari. Journal of Alloys and Compounds. 509, 27 (2011). Crossref

Другие статьи на эту тему