No abstract

No abstract

Microstructure evolution in the ingot of Al-Mg-Sc-Zr alloy 1570C during multidirectional forging (MDF) to the strain 10.5 at 450°С (~0.77 Т m ) and 10 -2 s -1 was investigated. The alloy belongs to advanced structural materials exhibiting high strength at ambient temperature. It can be easily hot worked, demonstrates superior superplasticity in a fine-grained state, while its cold deformation is limited due to high yield-stress and relatively low ductility. Consequently, an evaluation of grain refinement potentiality in this alloy at high temperatures may be important for industrial application. Before MDF, the alloy had the equiaxed grains ~25 µm in size with near uniformly distributed nanoscale coherent dispersoids Al 3 (Sc,Zr). In the early MDF stages, new fine (sub)grains with low-and high-angle boundaries were formed near original grain boundaries. With increasing strain, the fraction of these crystallites increased, finally resulting in almost fully recrystallized structure with grain size ~3 µm and fraction of high-angle boundaries (HABs) ~0.9. The strain dependency of microstructural parameters showed that grain refinement occurred mainly via continuous dynamic recrystallization. There was a strong interaction between lattice dislocations, (sub)grain boundaries and coherent dispersoids Al 3 (Sc,Zr). This implies that the latter effectively hindered (sub) grain boundary migration and provided dislocation accumulation, resulting in formation of high-density subboundaries and their transformation into HABs, even at high temperatures. Moreover, hot MDF did not lead to any degradation of the alloy high strength. The data obtained have shown that there was a great potential for extensive grain refinement in this alloy at elevated temperatures alleviating difficulties of its thermo-mechanical processing.Keywords: aluminum alloy, multidirectional forging, microstructural evolution, continuous dynamic recrystallization. Структурные изменения в процессе горячей всесторонней ковки алюминиевого сплава 1570ССитдиков О.Ш. . Данный сплав является перспективным конструк-ционным материалом, обладающим высокой прочностью при комнатной температуре. Он может легко деформи-роваться при повышенных температурах, в мелкозернистом состоянии демонстрирует высокие сверхпластические свойства, в то время как холодная деформация вызывает ряд проблем из-за высоких напряжений течения и сравни-тельно низкой пластичности. Соответственно, оценка потенциала измельчения зерен в данном сплаве при высоких температурах является важной для его промышленного применения. Перед ВИК сплав имел равноосную зеренную структуру с размером зерна ~25 мкм и равномерным распределением когерентных наноразмерных дисперсоидов Al 3 (Sc,Zr). На ранних стадиях ВИК области новых мелких (суб)зерен, окруженных мало-и высокоугловыми грани-цами, формировались вдоль исходных границ, а затем с увеличением степени деформации объемная доля этих кри-201 Sitdikov et al. / Letters on materials 6 (3), 2016 pp. 200-204 сталлитов увеличивалась, приводя к формированию микрострук...

The structure of cast and homogenized aluminium alloy 1570C (Al5Mg0.18Mn0.2Sc0.08Zr, wt. %) was studied after multidirectional isothermal forging (MIF). Repetitive upsetting was carried out with a 25°C decrease of temperature at each pass starting from 450°C, a pass strain of 0.7 and strain rate 10 -2 s -1. The alloy ductility was sufficient for a successful (without cracking) straining of the sample up to е ~ 10.5 at 100°C. In the initial state, the alloy had a coarse-grained structure with a grain size of 25 μm and uniform distribution of the nanoscale aluminides Al 3 (Sc,Zr). MIF resulted in continuously refined (sub) grains and material hardening. At low strains (е ≤ 4.2) and high temperatures (Т > 325°С), new grains were developed mainly in the mantle regions of the initial grains. As a result, a bimodal structure was formed, which persisted up to е ~ 6.3 (250°C). With further MIF, the evolved grain structure became more homogeneous and occupied practically the whole material volume. Electron microscopy showed that a nanocrystalline structure with a crystallite size of 100 -170 nm and a uniform distribution of dispersoids was developed. The deformation structure was characterized by a high dislocation density that is attributed to a decelerating rate of dynamic recovery under decreasing temperature. Note that the structure developed was close in its characteristics to that observed in some fcc or hcp alloys after high pressure torsion at room temperature. However, in the last case, the sample dimensions were significantly smaller than after MIF.Keywords: aluminum alloy, multidirectional forging, microstructural evolution, nanocrystalline structure. Изучали структуру литого и гомогенизированного алюминиевого сплава 1570C (Al5Mg0.18Mn0.2Sc0.08Zr, вес. %) после всесторонней изотермической ковки (ВИК). Ковку проводили со степенью однократной осадки 0,7, скоростью деформации ~10 -2 с -1 и понижением температуры с 450°C в каждом проходе на 25°С. Пластичность сплава в процессе ВИК оказалась достаточной для деформирования заготовки без образования трещин до суммарной степени дефор-мации е ~ 10.5, достигаемой при 100°С. Структурный анализ показал, что в исходном состоянии сплав имел круп-нозернистую структуру с размером зерна ~25 мкм и равномерным распределением наноразмерных алюминидов Al 3 (Sc,Zr). ВИК приводила к непрерывному измельчению зерен и упрочнению материала. При относительно малых степенях (е ≤ 4.2) и высоких температурах деформации (Т > 325°С) новые мелкие зерна зарождались преимуществен-но в области мантии исходных зерен, в результате чего формировалась бимодальная структура, которая сохранялась до е ~ 6.3 (250°С). При дальнейшей ВИК формирующаяся структура становилась более гомогенной и занимала прак-тически весь объем исследованного материала. Электронно-микроскопические исследования показали, что после ВИК была сформирована нанокристаллическая структура с размером кристаллитов ~100 -170 нм и однородным распределением дисперсоидов. Для деформационной структуры была также характерна высокая плотность ...