Однородность структуры и низкотемпературные микромеханические свойства ультрамелкозернистого магниевого сплава AZ31

Abstract

Методом микроиндентирования изучена степень однородности микроструктуры ультрамелкозернистого (УМЗ) магниевого сплава AZ31, полученного в результате специальной термомеханической обработки, включающей четыре прохода равноканального углового прессования (РКУП, маршрут Bc). Дефектная структура УМЗ сплава оказалась достаточно однородной. Наличие текстуры, обусловленной РКУП, проявилось в меньшем среднем значении микротвердости, измеренной на плоскости, перпендикулярной оси экструзии, по сравнению с измерениями на плоскости, содержащей данную ось, и в некоторой зависимости микротвердости от координаты индентирования по периметру заготовки. Величина микротвердости исходного крупнозернистого сплава близка к микротвердости УМЗ образцов, измеренной на плоскости, перпендикулярной оси экструзии. После деформации образцов растяжением в широком температурном интервале 4,2–295 К микротвердость в области шейки увеличилась более чем на 30%. Температурная зависимость микротвердости в интервале 77–295 К указывает на термоактивированный характер пластической деформации сплава AZ31. Механизмом деформации сплава, предположительно, является взаимодействие подвижных дислокаций с локальными дефектами примесной природы.

Методом мікроіндентування вивчено ступінь однорідності мікроструктури ультрадрібнозернистого (УДЗ) магнієвого сплаву AZ31, одержаного в результаті спеціальної термомеханічної обробки, яка включала чотири проходи рівноканального кутового пресування (РККП, маршрут Bc). Дефектна структура УДЗ сплаву виявилась досить однорідною. Наявність текстури, обумовленої РККП, проявилася у меншому середньому значенні мікротвердості, виміряної на площині, перпендикулярній осі екструзії, у порівнянні з вимірюваннями на площині, яка містить цю вісь, і в деякій залежності мікротвердості від координати індентування по периметру заготовки. Величина мікротвердості вихідного крупнозернистого сплаву близька до мікротвердості УДЗ зразків при вимірюванні на площині, перпендикулярній осі екструзії. Деформування зразків розтягненням в широкому температурному інтервалі 4,2–295 К привело до збільшення мікротвердості в області шийки більш ніж на 30%. Температурна залежність мікротвердості в інтервалі 77–295 К свідчить про термоактиваційний характер пластичної деформації сплаву AZ31. Механізмом деформації сплаву, вірогідно, є взаємодія рухливих дислокацій з локальними дефектами домішкової природи.

The degree of microstructure homogeneity for an ultrafine-grained (UFG) AZ31 magnesium alloy obtained by special thermomechanical treatment including four passes of equal-channel angular pressing (ECAP, Route Bc) was studied by the microindentation method. The defect structure of the UFG alloy was found to be reasonably homogeneous. The texture associated with ECAP results in lower values of microhardness measured on the plane normal to the extrusion axis as compared to those on a plane containing the axis, and also in some dependence of microhardness on the location of the indent on the billet surface. The microhardness of the initial coarse grained alloy was close to that of the UFG samples measured on the plane normal to the extrusion axis. The tensile straining of samples in a wide temperature range of 4.2–295 K causes microhardness in the area of the neck to increase by more than 30%. The temperature dependence of microhardness in the interval of 77–295 K provides evidence for the thermally activated character of plastic deformation of alloy AZ31. The mechanism of deformation of the ECAP alloy is supposed to be the interaction of mobile dislocations with local obstacles, most probably associated with solutes.