Anomalia umocnienia odkształceniowego kryształów Zn-Cu zorientowanych dla poślizgu w systemach wtórnych

The copper alloyed (up to 1.5%) zinc single crystals oriented for slip in non-basal systems (orientation close to ) were subjected to compression test within a range of temperatures of 77-293K. It has been stated, that Zn-Cu crystals exhibit characteristic anomalies of the thermal dependence of yield stress and of the strain hardening exponent. Both of them are related to the change in type and sequence of active non-basal slip systems: pyramidal of the 1st order {1011} (Py-1) and pyramidal of the 2nd order {1122} (Py-2). The temperature anomaly of the yield stress results from the change of the slip from Py-2 systems to simultaneous slip in the Py-2 and Py-1 (Py-2 + Py-1) systems, occurring in the preyielding stage. On the other hand, sequential activation of pyramidal systems taking place in advanced plastic stage (i.e. the first Py-2 and next Py-2 + Py-1 systems) is responsible for temperature anomaly of strain hardening exponent. Increase in copper addition favors the activity of Py-2 systems at the expense of Py-1 slip, what leads to a drastic differences in plastic behavior of zinc single crystals.Kryształy cynku z dodatkiem miedzi (do 1.5%) zorientowane dla poślizgu w systemach wtórnych (orientacja bliska ) poddano testowi ściskania w zakresie temperatur 77-293K. Stwierdzono, ze kryształy te wykazuja charakterystyczne anomalie temperaturowej zależnosci granicy plastyczności oraz wykładnika umocnienia odkształceniowego. Obie te anomalie sa związane ze zmianą typu i sekwencji aktywności wtórnych systemów poślizgu: piramidalnego 1-go rzedu (Py-1) {1011} oraz piramidalnego 2-go rzedu (Py-2) {1122} . Temperaturowa anomalia granicy plastycznosci jest wynikiem przejscia od poślizgu w systemach Py-2 do równoczesnego poślizgu w systemach Py-2 i Py-1 (Py-2 + Py-1), mającego miejsce w stadium quasi-sprężystym. Sekwencyjna aktywność systemów piramidalnych zachodzaca w zaawansowanym stadium plastycznego płynięcia (tzn. przejście od poślizgu Py-2 do równoczesnego poślizgu Py-2 + Py-1) jest dpowiedzialna za temperaturową anomalię wykładnika umocnienia odkształceniowego. Wzrost koncentracji miedzi aktywizuje systemy Py-2 kosztem poślizgu Py-1, co prowadzi do drastycznego zróznicowania plastycznych zachowan kryształów cynku

Structure and Mechanical Properties of AlMg4.5 And AlMg4.5Mn Wires Extruded by Kobo Method

The influence of the number of extrusion steps in KoBo method (at the same total extrusion ratio of λ = 100) on structure, mechanical properties and work hardening characteristics of AlMg4.5 and AlMg4.5Mn (AA5083) alloys was investigated. It was found that one-step extrusion leads to the formation of recrystallised structure of the material, while the use of two-step extrusion yields a fibrous structure of a “mixed” type, i.e. containing areas where the intensive recovery effects are associated with partially recrystallised structure. As a consequence, the strength properties of the latter extrudate are much higher in both as extruded state and after the subsequent cold rolling. In all cases, the tensile stress-strain curves of the extrudates show the flow stress serrations that are typical for the Portevin - LeChatelier (P-L) effect. In a few tensile tests, the P-L effect was preceded by the plastic flow instability being typical for the occurrence of Lüders bands. Both AlMg4.5 and AlMg4.5Mn extruded wires show a monotonic increase of the work hardening that results from the following cold deformation in the groove rolling.W pracy badano wpływ liczby operacji wyciskania metodą KoBo (z identycznym sumarycznym stopniem przerobu λ = 100) na strukturę, własności mechaniczne i charakterystyki umocnieniowe drutów ze stopów AlMg4.5 i AlMg4.5Mn (AA5083). Stwierdzono, że wyciskanie jednooperacyjne prowadzi w przypadku obu stopów do formowania struktury typowej dla materia- łów zrekrystalizowanych. podczas gdy zastosowanie dwuoperacyjnego wyciskania skutkuje utworzeniem struktury włóknistej o charakterze „mieszanym”, tzn. zawierającej zarówno obszary, w których dominowały procesy intensywnego zdrowienia, jak i rekrystalizacji. W konsekwencji własności wytrzymałościowe tych ostatnich są zdecydowanie wyższe zarówno po wyciskaniu, jak i po późniejszym walcowaniu na zimno. We wszystkich przypadkach na krzywych rozciągania drutów obserwowano sko- kowe oscylacje naprężenia, charakterystyczne dla efektu Portevin - LeChatelier (P-L). W nielicznych próbach rozciągania efekt P-L poprzedzała niestateczność płynięcia plastycznego typowa dla występowania pasma LUdersa. Charakterystyki umocnienia wywołane procesem walcowania wykazywały przebieg monotonicznie rosnący

Wpływ parametrów wyciskania metodą KoBo na własności mechaniczne i strukturę aluminium

Commercial purity aluminum was extruded by means of KoBo method at varied processing parameters. Received extrudates, with different mechanical and electrical properties and work hardening behavior, were obtained. It was found, that some conditions of KoBo extrusion process such as low initial billet temperature, low extrusion rate and low frequency of oscillating die lead to extremely high strength and high electrical resistivity of the material. The absence of work hardening (up to 40% strain) during subsequent groove rolling is also a specific feature of received materials. It was suggested that mentioned features are related to the development of overbalance concentration of point defects (clusters) generated during the extrusion process. During following cold rolling of the extrudate, mentioned defects annihilate at gliding dislocations and make the dislocation climbing and their rearrangement easier. Therefore, until the exhaustion of this mechanism, the hardening of material during cold rolling is very limited. Following increase of the material strengthening at higher rolling strains point to the return of the material to its typical behavior observed for cold deformed aluminum produced by conventional hot extrusion.Aluminium o czystości handlowej poddano wyciskaniu metodą KoBo przy zastosowaniu zmiennych parametrów procesu, w wyniku czego uzyskano prasówki o zróżznicowanych własnościach mechanicznych i elektrycznych oraz odmiennych charakterystykach umocnieniowych. Stwierdzono, że w przypadku procesu wyciskania wsadu o niskiej temperaturze początkowej, prowadzonego z małą prędkością i przy niskiej częstotliwości oscylacji matrycy, prasówka wykazuje nadzwyczaj wysokie własności wytrzymałościowe, wysoki opór elektryczny oraz brak umocnienia odkształceniowego podczas walcowania (w zakresie do 40%), co związano z obecnościa w materiale ponadrównowagowej koncentracji defektów punktowych (klasterów), wygenerowanych w procesie wyciskania. Podczas walcowania defekty te ulegaja anihilacji na przemieszczajacych się dyslokacjach, ułatwiając ich wspinanie oraz przegrupowanie. W konsekwencji, dopóki mechanizm ten nie ulegnie wyczerpaniu, umocnienie odkształceniowe takiego materiału podczas walcowania ma ograniczony charakter, a typowe efekty umocnieniowe, podobne do tych dla aluminium wyciskanego konwencjonalnie na gorąco, występują przy większych odkształceniach

Struktura i własności mechaniczne drutów AlMg4.5 i AlMg4.5Mn otrzymanych metodą KoBo

The influence of the number of extrusion steps in KoBo method (at the same total extrusion ratio of λ = 100) on structure, mechanical properties and work hardening characteristics of AlMg4.5 and AlMg4.5Mn (AA5083) alloys was investigated. It was found that one-step extrusion leads to the formation of recrystallised structure of the material, while the use of two-step extrusion yields a fibrous structure of a “mixed” type, i.e. containing areas where the intensive recovery effects are associated with partially recrystallised structure. As a consequence, the strength properties of the latter extrudate are much higher in both as extruded state and after the subsequent cold rolling. In all cases, the tensile stress-strain curves of the extrudates show the flow stress serrations that are typical for the Portevin - LeChatelier (P-L) effect. In a few tensile tests, the P-L effect was preceded by the plastic flow instability being typical for the occurrence of Lüders bands. Both AlMg4.5 and AlMg4.5Mn extruded wires show a monotonic increase of the work hardening that results from the following cold deformation in the groove rolling.W pracy badano wpływ liczby operacji wyciskania metodą KoBo (z identycznym sumarycznym stopniem przerobu λ = 100) na strukturę, własności mechaniczne i charakterystyki umocnieniowe drutów ze stopów AlMg4.5 i AlMg4.5Mn (AA5083). Stwierdzono, że wyciskanie jednooperacyjne prowadzi w przypadku obu stopów do formowania struktury typowej dla materia- łów zrekrystalizowanych. podczas gdy zastosowanie dwuoperacyjnego wyciskania skutkuje utworzeniem struktury włóknistej o charakterze „mieszanym”, tzn. zawierającej zarówno obszary, w których dominowały procesy intensywnego zdrowienia, jak i rekrystalizacji. W konsekwencji własności wytrzymałościowe tych ostatnich są zdecydowanie wyższe zarówno po wyciskaniu, jak i po późniejszym walcowaniu na zimno. We wszystkich przypadkach na krzywych rozciągania drutów obserwowano sko- kowe oscylacje naprężenia, charakterystyczne dla efektu Portevin - LeChatelier (P-L). W nielicznych próbach rozciągania efekt P-L poprzedzała niestateczność płynięcia plastycznego typowa dla występowania pasma LUdersa. Charakterystyki umocnienia wywołane procesem walcowania wykazywały przebieg monotonicznie rosnący

Texture and Microtexture of Pure (6N) and Commercially Pure Aluminum after Deformation by Extrusion with Forward-Backward Rotating Die (Kobo)

Pure aluminium (6N) and commercially pure aluminium (99.7) was deformed by KOBO method. Microstructure and texture of both materials after deformation was analyzed by means of scanning and transmission electron microscopy. Advanced methods of crystallographic orientations measurements like Electron Backscatter Diffraction - EBSD (SEM) and microdiffraction (TEM) was used. Grain size distribution and misorientation between grains in cross and longitudinal sections of the samples were analyzed. Differences in size and homogeneity of the grains were observed in both materials. Pure aluminium was characterized by larger grain size in both sections of extruded material. Whereas commercially pure aluminium reveals smaller grain size and more homogeneous and stable microstructure

Nieizotermiczne wyżarzanie stopu aluminium AA7075 - efekty strukturalne i mechaniczne

Calorimetric and dilatometric tests were performed on AA7075 aluminum alloy annealed at constant heating rate of 15 degree Celsjus/min in temperature range 20-470 degree Celsjus and discussed in relation to the hardness test and structure observation results. The samples were machined from furnace cooled material (FC), furnace cooled and deformed (FCD) material, solution treated (ST) material and solution treated and deformed (STD) material. It was found that the nucleation and growth of transition η and stable η (MgZn2) phases caused remarkable reduction of thermal expansion coefficient αt , whereas both the dissolution of phase and formation of GP zones were accompanied by an increase of αt value. While η phase started to dissolve at 250 degree Celsjus, a widespread endothermic effect was observed on DSC curves. Dissolution of η particles at high annealing temperatures was accompanied by the solid solution hardening of the alloy. Mentioned hardening process was overlapped by expected material softening that was ascribed to recovery and recrystallization processes. Because of superposition the solution hardening and recrystallization softening, recrystallization temperature could not be precisely defined on the basis of simple hardness measurements.W pracy przedstawiono wyniki badań kalorymetrycznych, dylatometrycznych i pomiarów twardości stopu aluminium AA7075 poddanego nieizotermicznemu wyżarzaniu (nagrzewaniu ze stała prędkością) w zakresie temperatur 20-470 stopni Celsjusza. Badania objęły cztery stany metalurgiczne materiału: wolno studzony z piecem (FC), wolno studzony z piecem i odkształcony (FCD), przesycony (ST) oraz przesycony i odkształcony (STD). Stwierdzono, ze wydzielanie fazy pośredniej η' i równowagowej η(MgZn2) powoduje wyraźne obniżenie współczynnika rozszerzalności cieplnej αt , natomiast zarówno rozpuszczanie fazy η, jak i formowanie stref GP prowadzi do jego wzrostu. Rozpuszczanie fazy η rozpoczyna sie w temperaturze 250 stopni Celsjusza i towarzyszy mu rozległy efekt endotermiczny, a w zaawansowanym stadium rozpuszczania η także wzrost twardości przesycanych próbek, będący rezultatem umocnienia roztworowego stopu. Umocnienie roztworowe zakłóca tym samym efekt oczekiwanego mięknięcia materiału wskutek rekrystalizacji, co w konsekwencji utrudnia dokładna ocenę temperaturowego zakresu rekrystalizacji w oparciu o pomiary twardości

Texture and Microtexture of Pure (6N) and Commercially Pure Aluminum after Deformation by Extrusion with Forward-Backward Rotating Die (Kobo)

Pure aluminium (6N) and commercially pure aluminium (99.7) was deformed by KOBO method. Microstructure and texture of both materials after deformation was analyzed by means of scanning and transmission electron microscopy. Advanced methods of crystallographic orientations measurements like Electron Backscatter Diffraction - EBSD (SEM) and microdiffraction (TEM) was used. Grain size distribution and misorientation between grains in cross and longitudinal sections of the samples were analyzed. Differences in size and homogeneity of the grains were observed in both materials. Pure aluminium was characterized by larger grain size in both sections of extruded material. Whereas commercially pure aluminium reveals smaller grain size and more homogeneous and stable microstructure

The structure and mechanical properties of AA7010 alloy rods in the O and T6 tempers

Wyciskane na gorąco pręty ze stopu aluminium AlZn6,43Mg2,23Cu1,78 (AA7010) poddano, kolejno, odkształceniu drogą ciągnienia, wyżarzaniu na stan miękki (O) oraz procesowi utwardzania wydzieleniowego na stan T6. Próbki ciągnionych prętów o zróżnicowanej wielkości odkształcenia (5–67%) poddano wyżarzaniu w szerokim zakresie temperatury (300–465°C) i czasu wyżarzania (1–10 h). Zastosowane warunki wyżarzania aktywizują procesy zdrowienia, rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Wykazano, że proces rekrystalizacji prętów, wyżarzanych na stan O, jest kontrolowany przez dystrybucję i stabilność termiczną wydzieleń fazy czynnej η (MgZn2). Wyżarzanie w temperaturze niższej od temperatury granicznej rozpuszczalności fazy czynnej (poniżej 400°C) zachowuje liniowy rozkład wydzieleń tej fazy, co utrudnia migrację frontów rekrystalizacji w kierunku promieniowym prętów i prowadzi do formowania ziaren o dużej anizotropii kształtu. Wzrost temperatury wyżarzania powoduje istotne przyśpieszenie procesu rozpuszczania wydzieleń fazy czynnej, w wyniku czego następuje uwolnienie frontów rekrystalizacji, a w konsekwencji formowanie ziaren o znacznie mniejszej anizotropii kształtu oraz zmiana dystrybucji i morfologii wydzieleń tej fazy. Stwierdzono ponadto, że – pomimo znaczących różnic strukturalnych – wielkość odkształcenia praktycznie nie wpływa na własności wytrzymałościowe i plastyczne prętów zarówno w stanie O, jak i w większości przypadków w stanie T6. Potwierdzono eksperymentalnie słabą zależność własności wytrzymałościowych Al i jego stopów od wielkości ziarna oraz istotny wpływ rodzaju i dystrybucji prowydzieleń (wydzieleń) faz umacniających na własności mechaniczne tych stopów w stanie T6.The hot extruded rods of aluminum alloy AlZn6,43Mg2,23Cu1,78 (AA7010) were subjected to, in sequence, deformation by drawing, annealing to the O temper and precipitation hardening to the T6 temper. The samples of rods drawn with the variable strain value (area reduction of 5–67%), were annealed in the wide range of temperatures (300–465°C) and times (1–10 h). The applied annealing conditions activate recovery, recrystallization and grain growth processes. It was shown that recrystallization process of rods annealed to the O temper is controlled by a distribution and thermal stability of active phase η (MgZn2). The annealing at the temperatures lower than the temperature of active phase solubility limit (below 400°C) maintains a linear distribution of this phase precipitates. It hinders recrystallization fronts migration in radial direction of rods and leads to formation of grains with considerable shape anisotropy. The increase of annealing temperature results in significant acceleration of the active phase precipitates dissolution process, whereby a release of recrystallization fronts and in consequence formation of grains with appreciable lower shape anisotropy, as well as change of distribution and morphology of mentioned phase precipitates take place. Moreover, it was found that – despite considerable structural differences – strain value during drawing hardly influences strength and plastic properties of the rods in the O temper, as well as in the most cases in the T6 temper. The weak relationship between grain size and strength properties of Al and its alloys, as well as significant influence of hardening phases pre-precipitates (precipitates) type and distribution on mechanical properties of these alloys in the T6 temper were experimentally confirmed