Влияние дополнительной интенсивной пластической деформации при повышенных температурах на микроструктуру и функциональные свойства ультрамелкозернистого сплава Al-0.4Zr
The Russian Foundation for Basic Research , No. 19-08- 00474
Орлова Т.С.
1, Латынина Т.А.
2, Мурашкин М.Ю.
3,4, Казыханов В.У.
41Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
4Уфимский государственный авиационный технический университет, Институт физики перспективных материалов, Уфа, Россия
Email: orlova.t@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 23 июля 2019 г.
В окончательной редакции: 23 июля 2019 г.
Принята к печати: 24 июля 2019 г.
Выставление онлайн: 19 ноября 2019 г.
Исследовалось влияние интенсивной пластической деформации кручения (ИПДК) при повышенных температурах 230 и 280oC на микроструктуру, механические свойства и электропроводность образцов ультрамелкозернистого (УМЗ) сплава Al-0.4Zr. Исходная УМЗ-структура в материале исследования предварительно была сформирована в процессе ИПДК при комнатной температуре. Показано, что в результате дополнительной деформации УМЗ-сплава Al-0.4Zr при повышенных температурах происходит одновременное значительное увеличение прочности от 140 до 230-280 MPa и электропроводности от ~47.5% до 52-54% IACS. Полученные результаты сравниваются с влиянием отжига при тех же температурах на микроструктуру и свойства УМЗ-сплава Al-0.4Zr. Установлено, что по сравнению с отжигом интенсивная пластическая деформация при аналогичных температурах приводит к более эффективному формированию наноразмерных выделений вторичной фазы Al3Zr и, следовательно, к большему уменьшению концентрации Zr в твердом растворе, что и обеспечивает значительное увеличение электропроводности. На основе полученных микроструктурных параметров проведены оценки вкладов различных механизмов упрочнения в общее упрочнение и механизмов рассеяния электронов в электросопротивление. Анализ теоретических оценок в сопоставлении с экспериментальными результатами указывает на то, что упрочнение в УМЗ-структуре Al-0.4Zr cплава, вызванное дополнительной ИПД при повышенных температурах, не может быть описано действием только традиционных для УМЗ-материалов механизмов упрочнения. Обсуждаются возможные причины полученного колоссального упрочнения. Ключевые слова: ультрамелкозернистый алюминиевый сплав, интенсивная пластическая деформация, микроструктура, прочность, электропроводность, механизмы упрочнения.
- R.Z. Valiev, M.Yu. Murashkin, I. Sabirov. Scr. Mater. 76, 13 (2014)
- E.V. Bobruk, M.Yu. Murashkin, V.U. Kazykhanov, R.Z. Valiev. Rev. Adv. Mater. Sci. 31, 109 (2012)
- А.М. Мавлютов, И.А. Касаткин, М.Ю. Мурашкин, Р.З. Валиев, Т.С. Орлова. ФТТ 57, 10, 2051 (2015)
- R.Z. Valiev, A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon. Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications, John Wiley \& Sons. (2013)
- I. Sabirov, M.Y. Murashkin, R.Z. Valiev. Mater. Sci. Eng. A 560, 1 (2013)
- X. Sauvage, E.V. Bobruk, M.Y. Murashkin, Y. Nasedkina, N.A. Enikeev, R.Z. Valiev. Acta Mater. 98, 355 (2015)
- T. Knych, M. Piwowarska, P. Uliasz. Arch. Met. Mater. 56, 685 (2011)
- Д.И. Белый. Кабели и провода 332, 8 (2012)
- T.A. Latynina, A.M. Mavlyutov, M.Yu. Murashkin, R.Z. Valiev, T.S. Orlova. Phil. Mag. 99. 19, 2424 (2019). DOI: 10.1080/14786435.2019.1631501
- K.E. Knipling, D.C. Dunand, D.N. Seidman. Z. Metallk. 97, 246 (2006)
- N.A. Belov, A.N. Alabin, A.R. Teleuova. Met. Sci. Heat Treat. 53, 455 (2012)
- T.S. Orlova, A.M. Mavlyutov, A.S. Bondarenko, I.A. Kasatkin, M.Y. Murashkin, R.Z. Valiev. Phil. Mag. 96, 23, 2429 (2016)
- A.E. Medvedev, M.Y. Murashkin, N.A. Enikeev, R.Z. Valiev, P.D. Hodgson, R. Lapovok. Adv. Eng. Mater. 20, 3, 1700867 (2018)
- P. Ilario. Machine for the continuous casting of metal rods, US 2659948 (1953)
- R.J. Schoerner. Method of fabricating aluminum alloy rod, US 3670401 (1972)
- R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov. Prog. Mater. Sci. 45, 103 (2000)
- A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon. Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008)
- G.K. Williamson, R.E. Smallman. Philos. Mag. 1, 34 (1956)
- F.J. Humphreys. J. Microsc. 195, 170 (1999)
- А.М. Мавлютов, Т.А. Латынина, М.Ю. Мурашкин, Р.З. Валиев, Т.С. Орлова. Материаловедение 3, 7 (2018)
- P.L. Rossiter. The Electrical Resistivity of Metals and Alloys. Cambridge University Press, Cambridge (2003)
- Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, ASM Handbook, ASM International (1990)
- A.S. Karolik, A.A. Luchvich. J. Phys.: Condens. Matter. 6, 873 (1994)
- F. Kutner, G. Lang. Aluminum. 52, 322 (1976)
- N. Kamikawa, X. Huang, N. Tsuji, N. Hansen. Acta Mater. 57, 4198 (2009)
- G.E. Totten, D.S. MacKenzie. Handbook of Aluminium, Marcel Dekker (2003)
- E.O. Hall. Proc. Phys. Soc. B 64, 747 (1951)
- D.B. Witkin, E.J. Lavernia. Prog. Mater. Sci. 51, 1 (2006)
- N. Hansen, X. Huang. Acta Mater. 46, 1827 (1998)
- F.R.N. Nabarro, Z.S. Basinski, D.B. Holt. Adv. Phys. 13, 193 (1964)
- O.R. Myhr, O. Grong, S.J. Andersen. Acta Mater. 49, 65 (2001)
- K.E. Knipling, D.C. Dunand, D.N. Seidman. Acta Mater. 56, 114 (2008)
- W. Lefebvre, N. Masquelier, J. Houard, R. Patte, H. Zapolsky. Scripta Mater. 70, 43 (2014)
- C.B. Fuller, D.N. Seidman, D.C. Dunand. Acta Mater. 51, 4803 (2003)
- M.A. Meyers, K.K. Chawla. Mechanical metallurgy: principles and applications. Paramus, NJ, Englewood Cliffs (1984)
- T.S. Orlova, A.M. Mavlyutov, T.A. Latynina, E.V. Ubyivovk, M.Y. Murashkin, R. Schneider, D. Gerthsen, R.Z. Valiev. Rev. Adv. Mater. Sci. 55, 92 (2018)
- A. Hasnaoui, H. Van Swygenhoven, P.M. Derlet. Acta Mater. 50, 3927 (2002)
- А.М. Мавлютов, Т.А. Латынина, М.Ю. Мурашкин, Р.З. Валиев, Т.С. Орлова. ФТТ 59, 10, 1949 (2017)
- T.S. Orlova, N.V. Skiba, A.M. Mavlyutov, R.Z. Vaiev, M.Y. Murashkin, M.Y. Gutkin. Rev. Adv. Mater. Sci. 57, 224 (2018)
- X. Huang, N. Hansen, N. Tsuji. Science 312, 249 (2006).
- J. Hu, Y.N. Shi, X. Sauvage, G. Sha, K. Lu. Science 355, 1292 (2017)
- Y. Zhang, Sh.J.P. Trimby, M.Y. Murashkin, R.Z. Valiev, G. Sha. Mater. Sci. Eng. A 752, 223 (2019)
- A.E. Medvedev, M.Y. Murashkin, N.A. Enikeev, I. Bikmukhametov, R.Z. Valiev, P.D. Hodgson, R. Lapovok. J. Alloys Comp. 796, 321 (2019).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.