Influence of the temperature of high pressure torsion deformation on the recrystallization kinetics of iron with a submicrocrystalline structure

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The kinetics of recrystallization of pure iron deformed by high pressure torsion at 20 and 250°C has been studied in the course of annealing at 450°C. The change in grain size upon annealing at 450°C does not obey the law of normal grain growth, either in iron with an SMC structure formed at 20°C or in iron with a dynamically recrystallized structure formed at 250°C. This is because new thermally activated recrystallization centers appear upon annealing. The study has also established the influence of deformation temperature on the annealing texture. Similarly, after deformation at 20°C, a sharper texture is formed with a predominance of two components {110} <111> and {110} <001>, and after deformation at 250°C, with a predominance of three components {110} <111>, {110} <001> and {112} <111>, is formed.

全文:

受限制的访问

作者简介

L. Voronova

Miheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: highpress@imp.uran.ru
俄罗斯联邦, 620108, Ekaterinburg

М. Degtyarev

Miheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: highpress@imp.uran.ru
俄罗斯联邦, 620108, Ekaterinburg

T. Chashchukhina

Miheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: highpress@imp.uran.ru
俄罗斯联邦, 620108, Ekaterinburg

参考

  1. Zhou X., Li X.Y., Lu K. Enhanced thermal stability of nanograined metals below a critical grain size // Scince. 2018. V. 360. P. 526–530.
  2. Zhou X., Li X.Y., Lu K. Stabilizing nanograins in metals with grain boundary relaxation //Scripta Mater. 2020. V. 187. P. 345–349.
  3. Li X.Y., Zhou X., Lu K. Rapid heating induced ultrahigh stability of nanograined copper // Science. Adv. 2020. V. 6. P. eaaz8003.
  4. Murty B.S., Datta M.K. and Pabi S.K. Structure and thermal stability of nanocrystalline materials // S¯adhan¯a. 2003. V. 28. № 1 & 2. P. 23–45.
  5. Чувильдеев В.Н., Копылов В.И., Нохрин А.В., Макаров И.М., Грязнов М.Ю. Рекристаллизация в микрокристаллических меди и никеле, полученных методами РКУ-прессования. III. Аномальный рост зерен. Модель // ФММ. 2004. Т. 97. № 1. С. 3–8.
  6. Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: МИСиС, 2005. 432 с.
  7. Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Губернаторов В.В., Чащухина Т.И. О термической стабильности микрокристаллической структуры в однофазных металлических материалах // ДАН. 2002. Т. 386. № 2. С. 180–183.
  8. Takayama A., Yang X., Miura H., Sakai T. Continuous static recrystallization in ultrafine-grained copper processed by multi-directional forging // Mater. Sci. Eng. A. 2008. V. 478. P. 221–228
  9. Jiang H., Zhu Y.T., Butt D.P., Alexandrov I.V., Lowe T.C. Microstructural evolution, microhardness and thermal stability of HPT-processed Cu // Mater. Sci. Eng. A. 2000. V. 290. P. 128–138
  10. Voronova L.M., Degtyarev M.V., Chashchukhina T.I., Krasnoperova Yu.G., Resnina N.N. Effect of dynamic recovery on structure formation in nickel upon high-pressure torsion and subsequent annealing // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 639. Р. 155–164.
  11. Zhang H.W., Huang X., Pippan R., Hansen N. Thermal behavior of Ni (99.967% and 99.5% purity) deformed to an ultra-high strain by high pressure torsion // Acta Mater. 2010. V. 58. 1698–1707.
  12. Degtyarev M., Chashchukhina T., Voronova L., Gapontseva T., Levit V. Evolution of microstructure and microtexture upon recrystallization of submicrocrystalline niobium // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. 2020. V. 86. P. 105117.
  13. Popov V.V., Popova E.N. Behavior of Nb and CuNb Composites under Severe Plastic Deformation and Annealing // Mater. Trans. 2019. V. 60. No. 7. P. 1209–1220.
  14. Stotskiy A.G., Polyakov A.V., Dyakonov G.S. and. Semenova I.P. Thermal Stability of Titanium Alloy VT8M-1 with Ultrafine-Grained Structure// MATEC Web of Conferences. 2020. V. 321. P. 11060.
  15. Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. Влияние структуры, созданной при большой пластической деформации, на кинетику превращений при нагреве // Металлы. 2003. № 3. С. 53–61.
  16. Воронова Л.М., Дегтярев М.В., Чащухина Т.И. Низкотемпературная рекристаллизация субмикрокристаллической структуры армко-железа и стали 30Г2Р // ФММ. 2004. Т. 98. № 1. С. 93–102.
  17. Воронова Л.М., Дегтярев М.В., Чащухина Т.И. Рекристаллизация ультрадисперсной структуры чистого железа, сформированной на разных стадиях деформационного наклепа // ФММ. 2007. Т. 104. № 3. С. 275–286.
  18. Воронова Л.М., Дегтярев М.В., Чащухина Т.И. Кинетика роста зерна при нагреве никеля, деформированного сдвигом под давлением // ФММ. 2021. Т. 122. № 6. С. 600–607.
  19. Красноперова Ю.Г., Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. Влияние температуры отжига на рекристаллизацию никеля с ультрадисперсной структурой различного типа // ФММ. 2016. Т. 117. № 3. С. 279–286.
  20. Jie Xu, Jianwei Li, Chuan Ting Wang, Debin Shan, Bin Guo, Langdon T.G. Evidence for an early softening behavior in pure copper processed by high-pressure torsion // J. Mater. Sci. 2016. V. 51. P. 1923–1930.
  21. Dudova N., Belyakov A., Sakai T., Kaibyshev R. Dynamic recrystallization mechanisms operating in a Ni-20%Cr alloy under hot-to-warm working // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 3624–3632.
  22. Edalati K., Horita Z., Furuta T., Kuramoto S. Dynamic recrystallization and recovery during high-pressure torsion: Experimental evidence by torque measurement using ring specimens // Mater. Sci. Eng. A. 2013. V. 559. P. 506–509.
  23. Карамышев К.Ю., Чащухина Т.И., Воронова Л.М., Дегтярев М.В., Пилюгин В.П. Температурно-скоростные условия деформации и структурообразующие процессы в никеле при сдвиге под давлением//ФММ. 2023. Т. 124. № 1. С. 106–113.
  24. Шугаев К.Е., Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. Рост зерна при отжиге железа, деформированного при 250C методом сдвига под давлением // ФММ. 2022. Т. 123. № 10. С. 1046–1053.
  25. Bernardi H.H., Sandim H.R.Z., Zilnyk K.D., Verlinden B., Raabe D. Microstructural Stability of a Niobium Single Crystal Deformed by Equal Channel Angular Pressing // Materials Research. 2017. V. 20. P. 1238–1247.
  26. Humphreys F.J. Review grain and subgrain characterisation by electron backscatter diffraction // J. Mater. Sci. 2001. V. 36. Р. 3833–3854.
  27. Дегтярев М.В., Чащухина Т.И., Воронова Л.М., Пацелов А.М. Влияние деформации сдвигом под давлением на параметры структуры железа и конструкционной стали 30Г2Р // Материаловедение. 2003. № 2. С. 28–31.
  28. Ratanaphan S., Olmsted D.L., Bulatov V.V., Holm E.A., Rollett A.D., Rohrer G.S. Grain boundary energies in body-centered cubic metals // Acta Mater. 2015. V. 88. P. 346–354.
  29. Azzeddine H., Bradai D., Baudin T., Langdon T.G. Texture evolution in high-pressure torsion processing // Progress Mater. Sci. 2022. V. 125. P. 100886.
  30. Duan J., Wen H., Zhou C., Islamgaliev R., Li X. Evolution of microstructure and texture during annealing in a high-pressure torsion processed Fe-9Cr alloy // Materialia. 2019. V. 6. P. 100349.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. The structure of iron after deformation at 250 °C (a, b) and 20°C (c, d); a, c – light–field images; b, d - dark-field images in the reflex type {110}. PEM.

下载 (272KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Hardness change (H) as a result of annealing at 450 ° C of iron deformed at 20 (O) and 250 °C (■).

下载 (41KB)
索引源数据
4. Fig. 3. The structure of iron after deformation at 250 °C and annealing at 450 ° C, 15 min (a, b) and histograms of grain size distribution (c) and boundaries at the angles of disorientation (d); a – light–field image, TEM; b - orientation map in OPF colors; (g–d) – RAM.

下载 (336KB)
索引源数据
5. Fig. 4. The structure of iron after deformation at 20 °C and annealing at 450 °C, 15 min (a, b) and histograms of grain size distribution (c) and boundaries at the misorientation angles, a solid line in the background shows the distribution characteristic of a random ensemble of grains (d); a – light–field image, PEM, b - contrast map of Kikuchi paintings (reconstructed image obtained based on the analysis of the quality of the diffraction pattern), (g–d) – RAM.

下载 (300KB)
索引源数据
6. Fig. 5. The structure of iron (a–c) and histograms of grain size distribution (d) and boundaries at the angles of disorientation (e) after deformation at 250 °C and annealing at 450 ° C, 30 min; a, b – PEM, b – dark-field image in a reflex type {110}, c – contrast map of Kikuchi paintings (restored image); (c–e) – REM.

下载 (405KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependences of the average (■, ●) and maximum grain size (▲, ▲) on the duration of annealing of iron deformed at 250 (a) and 20 °C (b). Filled icons – SEM, transparent icons (□, ○) – the size of the structural elements averaged according to TEM data. In Fig. 6b, the dotted line for comparison shows the dependence for iron deformed at 20 ° C and annealed at 300 °From [7].

下载 (104KB)
索引源数据
8. Rhys. 7. The structure of the glands (a, b-orientation maps in OPF colors) and histograms are distributed by grain size (b, d) then deformations and annealing at 450 °C; (a, b) deformations at 20°C, annealing for 1 hour; (c, d) deformations at 250 °C, annealing for 4 hours, REM.

下载 (298KB)
索引源数据
9. Reece. 8. Obratnye polyusny figure [001], poluchennye metodom YAA s JELEZA, deformirovannogo PRI 20 (a–G) I 250 Yaa s (D–Z) I otojjennogo PRI 450 Yaa s V techenie: a – 15 min; B, E – 30 min; v – 1 Ch; J – 4 CH; G, z – 16 ch; d – bez otjiga.

下载 (237KB)
索引源数据
10. Rhys. 9. Standard sections of FRO showing the position of component textures of BCC metals deformed by the “pressure shift” method [29] (a) and experimentally obtained by the EBSD method sections of FRO glands deformed at 20 (b-d) and 250 °C (D–z) and annealed at 450°C during: b, e – 15 min; c, w – 30 min g, w – 1 h; D – without annealing.

下载 (331KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Change in the proportion of the area occupied by grains with an orientation of {110} during annealing at 450 ° C of iron deformed at 20 ° C (O) and 250 °C (■).

下载 (44KB)
索引源数据


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».