Локализация пластической деформации в ультрамелкозернистых Al и Al–Li при температурах 4,2–350 К

Abstract

Исследована пластичность крупнозернистых (КЗ) и ультрамелкозернистых (УМЗ) образцов Al и Al–Li, полученных путем интенсивной пластической деформации. Температурные зависимости равномерной деформации εu(Т) до начала ее локализации в виде шейки рассматриваются как результат эволюции плотности дислокаций и влияния границ зерен. Уменьшение εu с ростом температуры вызвано увеличением скорости аннигиляции винтовых дислокаций, которая определяется зеегеровским напряжением поперечного скольжения. Резкое уменьшение εu УМЗ материалов по сравнению с КЗ объясняется ростом их предела текучести и снижением скорости деформационного упрочнения вследствие усиления роли границ зерен как препятствий, источников и стоков дислокаций. В этом случае распределения деформации и микротвердости вдоль образца становятся сильно неоднородными, а величина εu в качестве меры пластичности не отражает высокую локальную пластичность изученных материалов.

Досліджено пластичність крупнозернистих (КЗ) та ультрадрібнозернистих (УДЗ) зразків Al та Al–Li, які отримано шляхом інтенсивної пластичної деформації. Температурні залежності рівномірної деформації εu(Т) до початку локалізації у вигляді шийки розглядаються як результат еволюції щільності дислокацій та впливу границь зерен. Зменшення εu зі зростанням температури викликано збільшенням швидкості анігіляції гвинтових дислокацій, яка визначається зеєгеровською напругою поперечного ковзання. Різке зменшення εu УДЗ матеріалів у порівнянні з КЗ пояснюється зростанням напруження текучості та зниженням швидкості деформаційного зміцнення внаслідок посилення ролі границь зерен як перешкод, джерел та стоків дислокацій. У цьому випадку розподіл деформації та мікротвердості уздовж зразка стає сильно неоднорідним, а величина εu як міра пластичності не відображає високу локальну пластичність вивчених матеріалів.

Ductility of coarse-grained (CG) and ultrafinegrained (UFG) Al and Al–Li processed by severe plastic deformation was investigated. The temperature dependences of uniform deformation εu(Т) before localization by necking are examined as a result of dislocation density evolution and grain boundary effects. A decrease in εu with temperature increase isdue to acceleration of screw dislocations annihilation which is controlled by Seeger double cross slip stress. A sharp decrease of εu in UFG materials as compare to CG is explained for by increasing yield stress and decreasing work hardening rate due to the increased role of grain boundaries as obstacles, sources and sinks for dislocations. In this case the deformation and microhardness distributions along the sample becomes strongly nonuniform, and the εu value as a measure of ductility is not an indicator of high local ductility of the investigated materials.