Повышенная пластичность ультрамелкозернистых металлических материалов

Принята  12 августа 2015
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: И. Сабиров. Повышенная пластичность ультрамелкозернистых металлических материалов. Письма о материалах. 2015. Т.5. №3. С.347-353
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2015-3-347-353

Аннотация

Ультрамелкозернистые металлические материалы, полученные путем интенсивной пластической деформации, имеют очень высокую механическую прочность, но низкую пластичность при растяжении, что очень сильно ограничивает их практическую применимость. Для повышения пластичности ультрамелкозернистых металлов при одноосном растяжении были приложены значительные усилия. Разработанные подходы могут быть разделены на две основные группы, которые можно назвать «механическими» и «микроструктурно-основанными» стратегиями. «Механические» стратегии основаны на идее манипуляции параметрами испытаний (температурой, скоростью деформации, напряженным состоянием и т.д.) для задержки локализации пластической деформации в макроскопическом масштабе. В «микроструктурных» стратегиях используется разумный микроструктурный дизайн для подавления шейкообразования в ранних стадиях пластической деформации. Цель настоящей работы представить краткий обзор указанных подходов с упором на влияние основных деформационных механизмов, химического состава и микроструктурных особенностей. Показано, что разработанные стратегии могут восстановить пластичность при одноосном растяжении ультрамелкозернистых материалов до уровня крупнозернистых материалов и даже улучшить ее дальше. Отдельное внимание уделено формуемости ультрамелкозернистых металлических материалов при деформации в условиях сложного напряженного состояния. Ультрамелкозернистые металлы могут проявлять повышенную формуемость при деформации в условиях сложнонапряженного состояния, даже если их пластичность при одноосном растяжении очень низка. Это связано с активацией деформационных механизмов, повышающих пластичность, которые не активны при испытаниях на одноосное растяжение.

Ссылки (46)

1. T. G. Langdon, Acta Mater. 61, 7035 (2013).
2. R. Z. Valiev, Nature Mater. 3, 511 (2014).
3. R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov, Prog. Mater. Sci. 45, 103 (2001).
4. R. Z. Valiev, T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci. 51, 881 (2006).
5. A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008).
6. R. Z. Valiev, I. V. Alexandrov, Y. T. Zhu, T. C. Lowe, J. Mater. Res. 5, 17 (2002).
7. Y. T. Zhu, X. Z. Liao, Nature Mater. 3, 351 (2004).
8. D. Jia, Y. M. Wang, K. T. Ramesh, E. Ma, Y. T. Zhu, R. Z. Valiev, Appl. Phys. Lett. 79, 611 (2001).
9. Z. Budrovic, H. Van Swygenhoven, P. M. Derlet, S. V. Petegem, B. Schmitt, Science 304, 273 (2004).
10. E. Ma, JOM 54, 49 (2006).
11. Y. Zhao, Y. T. Zhu, E. J. Lavernia, Adv. Eng. Mater. 12, 769 (2010).
12. I. A. Ovid'ko, T. G. Langdon, Rev. Adv. Mater. Sci. 30, 103 (2012).
13. Y. Wang, M. Chen, F. Zhou, E. Ma, Nature. 419, 912 (2002).
14. B. R. Kumar, D. Raabe. Scripta Mater. 66, 634 (2012).
15. B. Q. Han, J. Y. Huang, Y. T. Zhu, E. J. Lavernia, Acta Mater. 54, 3015 (2006).
16. D. Witkin, Z. Lee, R. Rodriguez, S. Nutt, E. Lavernia, Scripta Mater. 49, 297 (2003).
17. Z. Lee, R. Rodriguez, R. W. Hayes, E. J. Lavernia, S. R. Nutt, Metall. Mater. Trans. A 34, 1473 (2003).
18. Z. Lee, V. Radmilovic, B. Ahn, E. J. Lavernia, S. R. Nutt, Metall. Mater. Trans. A 41, 795 (2010).
19. B. Q. Han, Z. Lee, D. Witkin, S. Nutt, E. J. Lavernia, Metall. Mater. Trans. A 36 957 (2005).
20. D. Witkin, B. Q. Han, E. J. Lavernia, Metal. Mater. Trans. A 37, 185 (2006).
21. B. Q. Han, F. A. Mohamed, E. J. Lavernia, J. Mater. Sci. 38 3319 (2003).
22. Y. H. Zhao, X. Z. Liao, S. Cheng, E. Ma, Y. T. Zhu. Adv. Mater. 18, 2280 (2006).
23. S. K. Panigrahi, R. Jayaganthan, Metal. Mater. Trans. A 41 2675 (2010).
24. S. Dadbakhsh, A. Karimi Taheri, C. W. Smith, Mater. Sci. Eng. A 527, 4758 (2010).
25. Z. Horita, K. Ohashi, T. Fujita, K. Kaneko, T. G. Langdon, Adv. Mater. 17, 1599 (2005).
26. L. Lu, X. Shen, X. Huang, K. Lu. Science 323, 607 (2009).
27. Y. S. Li, N. R. Tao, K. Lu. Acta Mater. 56, 230 (2008).
28. L. Lu, Y. Shen, X. Chen, L. Qian, K. Lu. Science 304, 422 (2004).
29. S. Qu, X. H. An, H. J. Yang, C. X. Huang, G. Yang, Q. S. Zang, Z. G. Wang, S. D. Wu, Z. F. Zhang. Acta Mater. 57 1586 (2009).
30. Y. H. Zhao, X. Z. Liao, Z. Horita, T. G. Langdon, Y. T. Zhu. Mater. Sci. Eng. A. 493, 123 (2008).
31. X. H. An, Q. Y. Lin, S. D. Wu, Z. F. Zhang, R. B. Figueiredo, N. Gao, T. G. Langdon. Scripta Mater. 64 954 (2011).
32. P. L. Sun, Y. H. Zhao, J. C. Cooley, M. E. Kassner, Z. Horita, T. G. Langdon, E. J. Lavernia, Y. T. Zhu. Mater. Sci. Eng. A. 525 83 (2009).
33. F. Dalla Torre, R. Lapovok, J. Sandlin, P. F. Thomson, C. H. J. Davies, E. V. Pereloma. Acta Mater. 52, 4819 (2004).
34. H. W. Hoeppel, J. May, M. Goeken. Adv. Eng. Mater. 6, 781 (2004).
35. R. Kapoor, N. Kumar, R. S. Mishra, C. S. Huskamp, K. K. Sankaran, Mater. Sci. Eng. A 527, 5246 (2010).
36. Y. H. Zhao, J. F. Bingert, Y. T. Zhu, X. Z. Liao, R. Z. Valiev, Z. Horita, T. G. Langdon, Y. Z. Zhou, E. J. Lavernia. Appl. Phys. Lett. 92, 081903 (2008).
37. P. Kumar, C. Xu, T. G. Langdon. J. Mater. Sci. 44, 3913 (2009).
38. R. Z. Valiev, M. Yu. Murashkin, A. Kilmametov, B. Straumal, N. Q. Chinh, T. G. Langdon. J. Mater. Sci. 45, 4718 (2010).
39. Y. Champion, C. Langlois, S. Guerin-Mailly, P. Langlois, J. L. Bonnentien, M. J. Hytch. Science. 300, 310 (2003).
40. S. Cheng, H. Choo, Y. H. Zhao, X. L. Wang, Y. T. Zhu, Y. D. Wang, J. Almer, P. K. Liaw, J. E. Jin, Y. K. Lee, J. Mater. Res. 23, 1578 (2008).
41. K. Tao, H. Choo, H. Li, B. Claussen, J. E. Jin, Y. K. Lee. Appl. Phys. Lett. 89, 212906 (2006).
42. Y. M. Wang, E. Ma. Acta Mater. 52 1699 (2004).
43. E. V. Hart, Acta Metall. Mater. 15, 351 (1967).
44. K. Yang, Yu. Ivanisenko, A. Caron, A. Chuvilin, L. Kurmanaeva, T. Scherer, R. Z. Valiev, H. J. Fecht, Acta Mater. 58, 967 (2010).
45. E. C. Moreno-Valle, M. A. Monclus, J. M. Molina-Aldareguia, N. Enikeev, I. Sabirov. Metall. Mater. Trans. A. 44, 2399 (2013).
46. J. Marnette, M. Weiss, P. D. Hodgson, Mater. Des. 63, 471 (2014).

Цитирования (2)

1.
D. Pustovoytov, A. Pesin, Alexander P. Zhilyaev, Georgy I. Raab. DDF. 385, 455 (2018). Crossref
2.
D. Pustovoytov, A. Pesin, O. Biryukova. Procedia Manufacturing. 15, 129 (2018). Crossref

Другие статьи на эту тему