Микроструктура и низкотемпературная пластическая деформация сплава Al–Li

Abstract

Особенности пластической деформации твердого раствора Al–Li с микроструктурой, сформированной путем прямой и угловой гидроэкструзии, изучены в режиме растяжения при температурах 4,2 – 350 К. Показано, что измельчение зерна, увеличение средней плотности дефектов и изменение ориентационной текстуры в процессе комбинированной гидроэкструзии приводит к увеличению прочности и уменьшению пластичности микрокристаллического сплава по сравнению с исходным крупнозернистым образцом. Высокий предел текучести микрокристаллического сплава объясняется увеличением плотности границ зерен и эволюцией ориентационной текстуры. Сильная зависимость предела текучести от температуры характерна для термически активированного взаимодействия дислокаций с локальными препятствиями, которыми служат деформационные дефекты, образовавшиеся на этапе гидроэкструзии. Низкая пластичность микрокристаллического сплава, которая выражается в локализации пластической деформации уже при малых деформациях, обусловлена низкой скоростью деформационного упрочнения вследствие усиления динамического возврата в микрозернах даже при низких температурах. Скорость динамического возврата уменьшается, а однородная пластическая деформация увеличивается при температурах 77 К и ниже. На основании данных о высокой скоростной чувствительности напряжения течения в интервале температур выше 77 К и малом активационном объеме пластической деформации микрокристаллического Al–Li сделано предположение о высокой эффективности большеугловых границ как источников подвижных дислокаций и их стоков.

Особливості пластичної деформації твердого розчину Al–Li з мікроструктурою, яка сформована шляхом прямої та кутової гідроекструзіі, вивчено в режимі розтягання при температурах 4,2–350 К. Показано, що подрібнення зерна, збільшення середньої щільності дефектів і зміна орієнтаційної текстури в процесі комбінованої гідроекструзіі призводить до збільшення міцності і зменшення пластичності мікрокристалічного сплаву в порівнянні з вихідним грубозернистим зразком. Висока границя текучості мікрокристалічного сплаву пояснюється збільшенням щільності границь зерен і еволюцією орієнтаційної текстури. Сильна залежність границі текучості від температури характерна для термічно активованої взаємодії дислокацій з локальними перешкодами, якими служать деформаційні дефекти, що утворилися на етапі гідроекструзії. Низька пластичність мікрокристалічного сплаву, що виражається в локалізації пластичної деформації вже при малих деформаціях, обумовлена низькою швидкістю деформаційного зміцнення внаслідок посилення динамічного повернення в мікрозернах навіть при низьких температурах. Швидкість динамічного повернення зменшується, а однорідна пластична деформація збільшується при температурах 77 К і нижче. На підставі даних про високу швидкісну чутливість напруги плину при температурах више 77 К і малому активаційному об’ємі пластичної деформації мікрокристалічного Al–Li зроблено припущення про високу ефективность великокутових границь як джерел рухливих дислокацій і їхних стоків.

The plastic deformation peculiarities of Al–Li solid solution with microstructure formed after combined direct and angular hydroextrusion were studied by tension tests in the temperature range 4.2–350 K. The grain refinement, mean defects density increased and orientation texture changes due to combined hydroextrusion were displayed responsible for high strength and low ductility of microcrystalline alloy as compared to initial conventional material. The increase of yield stress of microcrystalline alloy is explained by grain boundary density increase as well as the orientation texture evolution. The temperature dependence of yield stress typical for thermally activated interaction of dislocations with point obstacle is strong due to deformation defects formed as a result of hydroextrusion processing. The low ductility of microcrystalline alloy due to localization of plastic deformation already at low deformations is resulting from low work hardening rate affected by increased recovery in fine grains even at low temperatures. The rate of recovery decrease and uniform deformation increase at temperatures below 77 K. The high strain rate sensitivity of flow stress at Т ≥ 77 К and low activation volume of plastic deformation of microcrystalline Al–Li may be explained by high efficiency of grain boundaries as sources and sinks of moving dislocations.