Низкотемпературная пластическая деформация ультрамелкозернистого алюминия

Анотація

Микроструктура и механические свойства ультрамелкозернистого (УМЗ) Al технической чистоты, полученного методом равноканального углового прессования (РКУП), изучены в интервале температур 4,2-295 К. Методами трансмиссионной электронной микроскопии и рентгеновской дифрактометрии показано, что с ростом числа проходов средний размер зерна уменьшается, его форма стремится к равноосной, изменяются плотность дислокаций внутри зерна и характер межзеренных границ. Увеличение области когерентного рассеяния и уменьшение уровня микродеформаций указывают на уменьшение в результате прессования общей плотности несовершенств кристаллического строения внутри зерен. По мере понижения температуры предел текучести, пластичность и скорость деформационного упрочнения УМЗ и крупнозернистых поликристаллов существенно увеличиваются. При температуре 4,2 К деформация УМЗ поликристаллов становится нестабильной (скачкообразной). Изучены температурные зависимости предела текучести s_y(Т) УМЗ и крупнозернистых поликристаллов, которые имеют вид, характерный для термоактивированного открепления дислокаций от короткодействующих потенциальных барьеров. Отличия, наблюдаемые на зависимостях s_y(Т) в случае УМЗ поликристаллов, объясняются изменением природы таких барьеров и механизма их преодоления скользящими дислокациями. Получены зависимости предела текучести s_y и коэффициента деформационного упрочнения q от размера зерна d. Установлено, что в интервале температур 4,2-295 К зависимость s_y(d) описывается соотношением Холла-Петча. Коэффициент Холла-Петча возрастает с понижением температуры. При 295 и 77 К зависимость q(d) - монотонно убывающая, однако при 4,2 К коэффициент q не зависит от d. Экспериментальные данные обсуждаются в рамках существующих представлений о влиянии микроструктуры, создаваемой РКУП, на эволюцию плотности дислокаций при последующей деформации.