Достижение сверхпластичности путем интенсивной пластической деформации

M. Kawasaki1, R.B. Figueiredo2, T.G. Langdon3*
1Division of Materials Science and Engineering, Hanyang University, Seoul 133-791, South Korea
2Department of Materials Engineering and Civil Construction, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
3Departments of Aerospace & Mechanical Engineering and Materials Science, University of Southern California, Los Angeles, CA 90089-1453, U.S.A.
Аннотация
В статье приведен краткий обзор принципов измельчения зеренной структуры в ГЦК и ГПУ металлах и представлены примеры сверхпластического течения в нескольких металлах подвергнутых интенсивной пластической деформации (в частности на рисунке показано удлинение образца сплава ZnAl после равноканального углового прессования)Обработка металлов путем приложения интенсивной пластической деформации (ИПД) дает возможность измельчения зерен в объемных материалах вплоть до сибмикрометрического или даже нанометрического масштаба. В принципе, эти ультрамелкозернистые материалы должны быть идеальными для достижения исключительно высоких сверхпластических свойств, однако на практике это требует также, чтобы микроструктура имела достаточную стабильность при испытаниях растяжением при повышенных температурах. Достижение сверхпластичсеких удлинений является важной предпосылкой использования металлов в промышленных процессах сверхпластического формообразования. Соответственно, настоящий обзор кратко обобщает принципы измельчения зерен в г.ц.к. и г.п.у. металлах, в которых механизмы измельчения различаются из-за отличия кристаллических структур. Экстраординарное измельчение зерен, вызываемое методами ИПД, приводит к исключительно высоким сверхпластическим свойствам во множестве различных материалов. В особенности, контроль параметров обработки при ИПД и использование двухфазных сплавов представляют собой успешные стратегии для достижения наиболее высоких сверхпластических свойств в металлических материалах. В обзоре представлено множество примеров сверхпластического течения в нескольких различных металлах и сплавах, подвергнутых обработке двумя представительными методами ИПД - равноканальным угловым прессованием (РКУП) и кручением под высоким давлением (КВД). И, наконец, в настоящее время можно количественно характеризовать процесс течения при сверхпластичности, и это дает возможность представить экспериментальные данные в виде карты механизмов деформации.
Принята: 14 февраля 2015
Просмотры: 683   Загрузки: 169
Ссылки
1.
R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov, Prog. Mater. Sci. 45, 103 (2000).
2.
T.G. Langdon, Acta Mater. 61, 7035 (2013).
3.
R.Z. Valiev, T.G. Langdon, Prog. Mater. Sci. 51, 881 (2006).
4.
A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon, Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008).
5.
T.G. Langdon, Metall. Trans. A 13A, 689 (1982).
6.
M. Kawasaki, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 42, 1782 (2007).
7.
M. Kawasaki, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 49, 6487 (2014).
8.
T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A462, 3 (2007).
9.
M. Furukawa, Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A257, 328 (1998).
10.
D. Kuhlmann-Wilsdorf, Scr. Mater. 36, 173 (1997).
11.
S.E. Ion, F.J. Humphreys, S.H. White, Acta Metall. Mater. 30, 1909 (1982).
12.
A. Galiyev, R. Kaibyshev, G. Gottstein, Acta Mater. 49, 1199 (2001).
13.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 44, 4758 (2009).
14.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 45, 4827 (2010).
15.
Z. Horita, K. Matsubara, K. Makii, T.G. Langdon, Scr. Mater. 47, 255 (2002).
16.
K. Matsubara, Y. Miyahara, Z. Horita, T.G. Langdon, Acta Mater. 51, 3073 (2003).
17.
H. Hasegawa, S. Komura, A, Utsunomiya, Z. Horita, M. Furukawa, M. Nemoto, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A265, 188 (1999).
18.
S. Lee, A. Utsunomiya, H. Akamatsu, K. Neishi, M. Furukawa, Z. Horita, T.G. Langdon, Acta Mater. 50, 553 (2002).
19.
F.A. Mohamed, T.G. Langdon, Phil. Mag. 32, 697 (1975).
20.
T.G. Langdon, Acta Metall. Mater. 42, 2437 (1994).
21.
Y. Ma, M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, R.Z. Valiev, T.G. Langdon, Mater. Trans. JIM 37, 336 (1996).
22.
R.Z. Valiev, D.A. Salimonenko, N.K. Tsenev, P.B. Berbon, T.G. Langdon, Scr. Mater. 37, 1945 (1997).
23.
K. Higashi, M. Mabuchi, T.G. Langdon, ISIJ Intl. 36, 1423 (1996).
24.
M. Furui, H. Kitamura, H. Anada, T.G. Langdon, Acta Mater. 55, 1083 (2007).
25.
Y. Iwahashi, J. Wang, Z. Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon, Scr. Mater. 35, 143 (1996).
26.
H. Watanabe, T. Mukai, K. Ishikawa, K. Higashi, Scr. Mater. 46, 851 (2002).
27.
V.N. Chuvil’deev, T.G. Nieh, M.Yu. Gryaznov, A.N. Sysoev, V.I. Kopylov, Scr. Mater. 50, 861 (2004).
28.
R. Lapovok, R. Cottam, P.F. Thomson, Y. Estrin, J. Mater. Res. 20, 1375 (2005).
29.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A430, 151 (2006).
30.
R. Lapovok, Y. Estrin, M.V. Popov, T.G. Langdon, Adv. Eng. Mater. 10, 429 (2008).
31.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 43, 7366 (2008).
32.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A503, 141 (2009).
33.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, Scr. Mater. 61, 84 (2009).
34.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A501, 105 (2009).
35.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, Adv. Eng. Mater. 10, 37 (2008).
36.
R.B. Figueiredo, T.G. Langdon, Mater. Sci. Forum 584-586, 170 (2008).
37.
H. Ishikawa, F.A. Mohamed, T.G. Langdon, Phil. Mag. 32, 1269 (1975).
38.
T.G. Langdon, F.A. Mohamed, Scr. Metall. 11, 575 (1977).
39.
M.M.I. Ahmed, F.A. Mohamed, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 14, 2913 (1979).
40.
D.W. Livesey, N. Ridley, J. Mater. Sci. 17, 2257 (1982).
41.
M. Kawasaki, T.G. Langdon, Mater. Trans. 49, 84 (2008).
42.
P. Kumar, C. Xu, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A429, 324 (2006).
43.
M. Kawasaki, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A528, 6140 (2011).
44.
T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A137, 1 (1991).
45.
F.R.N. Nabarro, Report of a Conference on Strength of Solids, The Physical Society, London, U.K. (1948). p. 75
46.
C. Herring, J. Appl. Phys. 21, 437 (1950).
47.
R.L. Coble, J. Appl. Phys. 34, 1679 (1963).
48.
M. Kawasaki, T.G. Langdon, J. Mater. Sci. 47, 7726 (2012).
49.
A.J. Barnes, J. Mater. Eng. Perform. 16, 440 (2007).
50.
Z. Horita, M. Furukawa, M. Nemoto, A.J. Barnes, T.G. Langdon, Acta Mater. 48, 3633 (2000).
Цитирования
1.
Muluykov R.R., Pshenichnuk A.I., Baimova Ju.A., Письма о материалах 5(4 (20)), 485-490 (2015).