Nanostructuring of metals by hydrostatic extrusion

Nanostructured metals which exhibit superior properties to their microcrystalline counterparts are prospective materials for large number of applications. As a consequence, there is a great interest in the development of fabrication methods. Currently available methods suffer from a relatively low scale of production and low cost effectiveness. In this context, the possibility of forming nanostructured materials the hydrostatic extrusion method has been discussed. It has been shown that hydrostatic extrusion is an efficient way of nanostructure formation in various metals and alloys. A variety of microstructures is produced using this technique which depends on both the materials properties and the processing parameters. The development of nanostructures involves recovery processes of dislocation rearrangement leading to the grain structure and the formation of high angle grain boundaries. The process of grain refinement is strongly affected by the presence of second phase particles. Large primary intermetallic particles have a beneficial effect on grain size reduction but their influence is limited to the zone of thickness comparable to the particle size. The precipitates, which are significantly smaller, reduce the grain refinement ability of a material.

---

Materiały o strukturze nanometrycznej wykazujące lepsze właściwości wytrzymałościowe w porównaniu do materiałów o konwencjonalnej mikrostrukturze stały się perspektywiczne dla wielu zastosowań przemysłowych. Spowodowało to w konsekwencji potrzebę opanowania metod ich otrzymywania. Obecnym ograniczeniem w zakresie wykorzystania nanometali jest brak użytecznych metod ich wytwarzania na skalę przemysłową. W tym kontekście w pracy podjęto zagadnienie kształtowania nanostruktury w metalach i stopach metodą wyciskania hydrostatycznego. Stwierdzono, że wyciskanie hydrostatyczne jest efektywną metodą kształtowania nanostruktury, której cechy zależą zarówno od parametrów odkształcenia jak i właściwości materiału. Wykazano, że proces rozdrobnienia ziarna zależy także od obecności cząstek drugiej fazy. Duże cząstki faz pierwotnych sprzyjają zmniejszaniu rozmiarów ziaren, natomiast małe wydzielenia faz wtórnych redukują zdolność materiału do rozdrobnienia ziarna. Opanowanie technologii wyciskania hydrostatycznego w aspekcie wytwarzania metali i stopów o strukturze nanometrycznej stwarza szansę ich praktycznego wykorzystania.