Низкотемпературные микромеханические свойства отожженного и гидроэкструдированного сплава Al–3,8 ат.% Li

Abstract

Методом микроиндентирования изучено структурное состояние исходных крупнозернистых (КЗ) и экструдированных ультрамелкозернистых (УМЗ) заготовок твердого раствора замещения Al–3,8 ат. % Li, а также образцов этого сплава, деформированных растяжением до разрушения при температурах 4,2, 77, 295 и 350 К, исследована зависимость микротвердости КЗ и УМЗ образцов от температуры в интервале 77–295 К. Измерения выявили анизотропию микромеханических свойств УМЗ образцов, которая является следствием текстуры, сформированной в процессе экструзии. Показано, что в образцах, деформированных растяжением до разрушения, наблюдается корреляция между значением микротвердости как меры локального деформационного упрочнения и величиной локального пластического сдвига. В случае УМЗ образцов, деформированных при температурах 295 и 350 К, эта корреляция нарушается — микротвердость не зависит от степени пластического сдвига. Температурные зависимости микротвердости КЗ и УМЗ образцов проанализированы в рамках представлений о термоактивированном движении дислокаций через сетку локальных препятствий. Наиболее вероятными потенциальными барьерами для движения дислокаций в изученном сплаве являются атомы примеси, их небольшие комплексы и дислокации леса. Интенсивная пластическая деформация в процессе гидроэкструзии качественно не повлияла на энергетические параметры спектра препятствий.

Методом мікроіндентування вивчено структурний стан вихідних крупнозернистих (КЗ) та екструдованих ультрадрібнозернистих (УДЗ) заготівок твердого розчину заміщення Al–3,8 ат.% Li, а також зразків цього сплаву, які деформовано розтягненням до руйнування при температурах 4,2, 77, 295 та 350 К, досліджено залежність мікротвердості КЗ і УДЗ зразків від температури в інтервалі 77–295 К. Вимірювання виявили анізотропію мікромеханічних властивостей УДЗ зразків, яка є наслідком текстури, що сформувалась в процесі екструзії. Показано, що у зразках, які деформовано розтягненням до руйнування, спостерігається кореляція між значенням мікротвердості як міри локального деформаційного зміцнення та величиною локального пластичного зсуву. У випадку УДЗ зразків, які деформовано при температурах 295 та 350 К, ця кореляція порушується — мікротвердість не залежить від ступеня пластичного зсуву. Температурні залежності мікротвердості КЗ і УДЗ зразків проаналізовано в межах уявлень про термоактивований рух дислокацій через сітку локальних перешкод. Найбільш вірогідними потенціальними бар’єрами для руху дислокацій у вивченому сплаві є атоми домішки, їх невеликі комплекси та дислокації лісу. Інтенсивна пластична деформація у процесі гідроекструзії якісно не вплинула на енергетичні параметри спектра перешкод.

The structural state of as-received course-grained (CG) and extruded ultrafine-grained (UFG) stocks of the Al–3.8 at.% Li substitution solid solution and the samples of this alloy deformed in tension to failure at the temperatures of 4.2, 77, 295 and 350 K was studied by the microindentation method. The temperature dependence of microhardness was investigated in the range of 77 to 295 K. The measurements have revealed anisotropy of the micromechanical properties of the UFG samples which appears to be due to the texture formed during extrusion. The results reported herein revealed that in the specimens deformed by uniaxial tension to failure there was correlation between microhardness value as a measure of work hardening and magnitude of local plastic shear. The correlation breaks down for the UFG samples deformed at the temperatures of 295 and 350 K — microhardness does not depend on the amount of plastic shear. The temperature dependences of microhardness of the CG and UFG samples were analyzed in the framework of thermally activated motion of dislocations in the local obstacles array. The most probable potential barriers to the dislocation motion in the alloy studied are the impurity atoms, their small complexes and forest dislocations. Intensive plastic deformation during hydrostatic extrusion had no qualitatively effect on the energetic parameters of the obstacle spectrum.