Влияние электроимпульсной обработки на структуру и твердость криокатаного алюминия

И.Ш. Валеев, А.Х. Валеева ORCID logo , Р.Р. Ильясов, Е.В. Автократова, С.В. Крымский, О.Ш. Ситдиков, М.В. Маркушев показать трудоустройства и электронную почту
Получена 09 июля 2021; Принята 24 августа 2021;
Цитирование: И.Ш. Валеев, А.Х. Валеева, Р.Р. Ильясов, Е.В. Автократова, С.В. Крымский, О.Ш. Ситдиков, М.В. Маркушев. Влияние электроимпульсной обработки на структуру и твердость криокатаного алюминия. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.351-356
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-351-356

Аннотация

Установлено, что электроимпульс с низкой энергией приводит к развитию в криокатаном чистом алюминии возврата и непрерывной рекристаллизации без потери твердости. При превышении пороговой величины энергии отмечается переход от рекристаллизации in-situ к росту зерен и резкое снижению твердости.Исследовали влияние энергии электроимпульсной обработки (ЭИО) в интервале интегральных плотностей тока (Kj) от 0.06 ×105 до 0.29 ×105 A2с / мм4 на структуру и твердость крупнозернистого алюминия (Авч), изотермически прокатанного с суммарной степенью 90 % при температуре жидкого азота. Обнаружено, что ЭИО с Кj до 0.104 ×105 А2с / мм4 практически не сказалась на твердости алюминия (45 – 50 HV), достигнутой после криопрокатки. С увеличением энергии ЭИО до Кj = 0.121×105 А2с / мм4 наблюдали резкое падение твердости до 30 HV и последующую ее стабилизацию на уровне 25 HV при больших значениях Кj. Установлено, что повышенная твердость алюминия после прокатки обусловлена структурным упрочнением вследствие формирования развитой ячеистой структуры с размером кристаллитов около 2 мкм, и содержащей не более 10 % (ультра)мелких зерен диаметром 4 мкм. После ЭИО с Кj до 0.104 ×105 А2с / мм4 твердость слабо изменялась по причине прохождения процессов возврата и непрерывной рекристаллизации, приводящих лишь к совершенствованию нагартованной структуры без заметного изменения размера кристаллитов. При этом потеря твердости из‑за уменьшения скалярной плотности дислокаций и микроискажений кристаллической решетки компенсировалась увеличением доли высоугловых границ. При ЭИО с Кj = 0.121×105 А2с / мм4 деформационная структура алюминия активно замещалась рекристаллизованной мелкозернистой структурой с размером зерна 19 мкм, что сопровождалось потерей упрочняющего эффекта от прокатки. При дальнейшем повышении энергии отмечали интенсивный рост зерен и увеличение разнозернистости, приводившие к еще большему разупрочнению металла. Сделан вывод о том, что реализующиеся при электроимпульсном воздействии процессы, по природе и характеру близки к процессам, протекающим при печном отжиге сильнодеформированных материалов. При этом короткое время термического воздействия на деформированный алюминий компенсировалось высокими вносимыми энергиями ЭИО.

Ссылки (22)

1. I. A. Gindin, M. B. Lazareva, V. P. Lebedev, Ya. D. Starodubov. FMM. 23, 138 (1967). (in Russian) [И. А. Гиндин, М. Б. Лазарева, В. П. Лебедев, Я. Д. Стародубов. ФММ. 23, 138 (1967).].
2. I. A. Gindin, M. B. Lazarev, V. P. Lebedev et al. FMM. 24, 347 (1967). (in Russian) [И. А. Гиндин, М. Б. Лазарева, В. П. Лебедев и др. ФММ. 24, 347 (1967).].
3. Y. Huang, P. B. Prangnell. Acta Mater. 56, 1619 (2008). Crossref
4. S. V. Krymskiy, E. V. Avtokratova, O. S. Sitdikov, A. V. Mikhaylovskaya, M. V. Markushev. Physics of Metals and Metallography. 116 (7), 676 (2015). Crossref
5. S. Krymskiy, O. Sitdikov, E. Avtokratova, M. Markushev. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). 30 (1), 14 (2020). Crossref
6. D. Magalhaes, A. Kliauga, M. Ferrante, V. Sordi. J. Mater. Sci. 52, 7466 (2017). Crossref
7. M. Markushev, S. Krymskiy, R. Ilyasov, E. Avtokratova, A. Khazgalieva, O. Sitdikov. Lett. Mater. 7 (4), 447 (2017). Crossref
8. J. Shi, L. Hou, J. Zuo, L. Zhuang, J. Zhang. Materials Science & Engineering A. 701, 274 (2017). Crossref
9. S. Choi, J. Won, S. Lee, J. Hong, Y. Choi. Materials Science & Engineering A. 738, 75 (2018). Crossref
10. V. S. Sarma, J. Wang, W. W. Jian, A. Kauffmann, H. Conrad, J. Freudenberger, Y. T. Zhu. Mater Sci Eng A. 527, 7624 (2010). Crossref
11. T. Konkova, S. Mironov, A. Korznikov, S. L. Semiatin. Acta Mater. 58, 5262 (2010). Crossref
12. I. Sh. Valeev, Z. G. Kamalov. JMEPEG. 12, 272 (2003). Crossref
13. L. Voronova, M. Degtyarev, T. Chashchukhina, T. Gapontseva, V. Pilyugin. Lett. Mater. 8 (4), 424 (2018). Crossref
14. T. Konkova, I. Valeev, S. Mironov et al. J. All. Comp. 659, 184 (2016). Crossref
15. T. Konkova, I. Valeev, S. Mironov et al. J. Mater. Res. 29 (22), 2727 (2014). Crossref
16. I. Sh. Valeev, A. Kh. Valeeva, R. R. Ilyasov, O. Sh. Sitdikov, M. V. Markushev. Lett. Mater. 9 (4), 447 (2019). Crossref
17. R. R. Ilyasov, A. Kh. Valeeva, I. Sh. Valeev, O. Sh. Sitdikov, M. V. Markushev. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 1008, 012006 (2020). Crossref
18. Y. Sheng, Y. Hua, X. Wang, X. Zhao, L. Chen, H. Zhou, J. Wang, C. C. Berndt, W. Li. Materials. 11, 185 (2018). Crossref
19. F. J. Humphreys, M. Hatherly. Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Elsevier (2004) 658 p. Crossref
20. A. M. Russell, K. L. Lee. Stucture-Property Relations in Nonferrous Metals. New York, Wiley (2005) 440 p. Crossref
21. S. S. Gorelik. Recristallizatsiya metallov i splavov. Moscow, Metallurgiya (1978) 568 p. (in Russian) [С. С. Горелик Рекристаллизация металлов и сплавов. Москва, Металлургия (1978) 568 с.].
22. A. Belyakov, T. Sakai, H. Miura, R. Kaibyshev, K. Tsuzaki. Acta Materialia. 50 (6), 1547 (2002). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский фонд фундаментальных исследований - 19-08-00953А