Wpływ intensywnych odkształceń plastycznych na mikrostrukturę, właściwości i teksturę aluminium Al99,5

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu intensywnych odkształceń plastycznych na: mikrostrukturę, właściwości mechaniczne, wielkość krystalitów, teksturę oraz postęp rekrystalizacji polikrystalicznego aluminium EN AW-1050A. Materiał odkształcono w procesach: równokanałowego kątowego prasowania (ECAP), wyciskania hydrostatycznego (HE) oraz kombinacji tych metod (ECAP+HE). Proces ECAP realizowano w temperaturze pokojowej przy prędkości odkształcenia 0,08 s–1. Wartość odkształcenia dla jednego przejścia próbki przez kanał kątowy wynosiła ε = 1,15. Próbki poddano czterokrotnemu wyciskaniu przez kanał kątowy (4ECAP, droga BC). Proces wyciskania hydrostatycznego prowadzony był w sposób kumulacyjny, aż do osiągnięcia końcowej średnicy drutu d = 3 mm. Sumaryczne odkształcenie w procesie wyciskania hydrostatycznego wynosiło ε = 2,68, a prędkość odkształcenia 24,2-473 s–1. Stwierdzono, że przy wykorzystaniu metod intensywnych odkształceń plastycznych istnieje możliwość rozdrobnienia mikrostruktury aluminium do poziomu submikronowego. Wykazano, że proces ECAP praktycznie nie powoduje steksturowania materiału w przeciwieństwie do wyciskania hydrostatycznego. Oba procesy sprzyjają zachodzeniu dynamicznych procesów odnowy mikrostruktury materiału nazywanych zdrowieniem i rekrystalizacją dynamiczną. Przy użyciu mikroskopu elektronowego obserwowano podziarna wolne od dyslokacji. W procesie ECAP podziarna uzyskały równoosiowy kształt, natomiast po odkształceniu w procesie wyciskania hydrostatycznego uzyskały kształt wydłużony w kierunku wyciskania.

---

The work presents the results of the influence of severe plastic deformation on the microstructure, properties, crystallite size, texture and progress of recrystallization of the polycrystalline aluminium Al99.5. Polycrystalline aluminium Al99.5 was deformed through the: equal-channel angular pressing (4 ECAP, route BC), hydrostatic extrusion (HE) and the combination of ECAP and HE. ECAP process was realized at the room temperature with the processing speed of 0.08 s–1 using a die with a 90° angle between the channels and route Bc in which the sample was turned 90° around its axis between consecutive process. The cross section of the ECAP channels was 10 × 10 mm2. The value of strain for a single pass through the die gave a strain of 1.15. Hydrostatic extrusion process was realized with a cumulative strain of 2.68 and strain rate 24,2-473 s–1 just to attain finally wire diameter of d = 3 mm. Although the process was realized at room temperature, sample heating induces by the high strain rates was possible. Therefore the samples were water cooled at the exit of the die in order to minimize the effect of temperature on properties and microstructure. It was found that using the methods of intensive plastic deformation it is possible to refine the microstructure of aluminum to the submicron level. Measured subgrain/grain average diameter was d = 0.55-0.59 μm. ECAP process in principle does not introduce texture to the material in contrast to the hydrostatic extrusion. Both processes contribute to the dynamic processes of microstucture renewal of the material. The results obtained by using a transmission electron microscope shown almost equiaxed subgrain dislocation-free. After ECAP process subgrains were equiaxed shape, while after the deformation in the process of hydrostatic extrusion – elongated and also equiaxed.