Temperature-Rate Conditions of Deformation
and Structure-Forming Processes in Nickel
during High-Pressure Torsion

K. Yu. Karamyshev; Карамышев К. Ю.; T. I. Chashchukhina; Чащухина Т. И.; L. M. Voronova; Воронова Л. М.; M. V. Degtyarev; Дегтярев М. В.; V. P. Pilyugin; Пилюгин В. П.

doi:10.31857/S0015323022601234

Temperature-Rate Conditions of Deformation and Structure-Forming Processes in Nickel during High-Pressure Torsion

Authors: Karamyshev K.Y.¹, Chashchukhina T.I.¹, Voronova L.M.¹, Degtyarev M.V.¹, Pilyugin V.P.¹
Affiliations:
1. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 124, No 1 (2023)
Pages: 106-113
Section: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/139366
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022601234
EDN: https://elibrary.ru/KPYLBK
ID: 139366

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Scanning and transmission electron microscopy has been used to investigate the nickel structure formed by high pressure torsion deformation at temperatures of 100–250°C. The relationship between the structure and temperature–rate conditions of deformation, which is characterized by the Zener–Hollomon parameter (Z), has been found. A change in the temperature–rate conditions of deformation has been shown to alter the dominant structure-forming process and to change the resultant structure. We have identified lnZ ranges where these processes occurred, namely, dynamic recovery at lnZ > 25, dynamic recrystallization at 21 < lnZ < 25, and dynamic polygonization at lnZ < 21.

Keywords

nickel, high pressure torsion, temperature-compensated strain rate, dynamic recrystallization, dynamic polygonization

References

Носкова Н.И., Мулюков Р.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические материалы. Екатеринбург. УрО РАН, 2003. 279 с.
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. P. 155–164.
Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: МИСИС. 2005. 432 с.
Narayana Murty S.V.S., Shiro Torizuka, Kotobu Nagai. Microstructural evolution during simple heavy warm compression of a low carbon steel: Development of a processing map // Mater. Sci. and Eng. A. 2005. V. 410–411. P. 319–323.
Lu Li, Yu Wang, Hao Li, Wei Jiang, Tao Wang, Cun-Cai Zhang, Fang Wang. Effect of the Zener–Hollomon parameter on the dynamic recrystallization kinetics of Mg–Zn–Zr–Yb magnesium alloy // Comp. Mater. Sci. 2019. V. 166. P. 221–229.
Левит В.И., Смирнов М.А. Высокотемпературная термомеханическая обработка аустенитных сталей и сплавов. Челябинск: ЧГТУ, 1995. 276 с.
Чащухина Т.И., Дегтярев М.В., Романова М.Ю., Воронова Л.М. Динамическая рекристаллизация в меди, деформированной сдвигом под давлением // ФММ. 2004. Т. 98. Вып. 6. С. 98–107.
Li Y.S., Zhang Y., Tao N.R., Lu K. Effect of the Zener–Hollomon parameter on the microstructures and mechanical properties of Cu subjected to plastic deformation // Acta Mater. 2009. V. 57. P. 761–772.
Evgueni I. Poliak. Dynamic recrystallization control in hot rolling // Procedia Manufactur. 2020. V. 50. P. 362–367.
Пилюгин В.П., Гапонцева Т.М., Чащухина Т.И., Воронова Л.М., Щинова Л.И., Дегтярев М.В Эволюция структуры и твердости никеля при холодной и низкотемпературной деформации под давлением // ФММ. 2008. Т. 105. Вып. 4. С. 438–448.
Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И., Пилюгин В.П., Реснина Н.Н. Эволюция структуры никеля в ходе деформации сдвигом под высоким давлением при 150°С // ФММ. 2017. Т. 118. № 3. С. 270–277.
Moussa C., Bernacki M., Besnard R., Bozzolo N. About quantitative EBSD analysis of deformation and recovery substructures in pure Tantalum // IOP Conf. Series: Mater. Sci. and Eng. 2015. V. 89. P. 012038.
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 P. 1698–1707.
Betanda Y.A., Helbert A.-L., Brisset F., Mathon M.-H., Waeckerlé Th., Baudin Th. Measurement of stored energy in Fe–48% Ni alloys strongly cold-rolled using three approaches: Neutron diffraction, Dillamore and KAM approaches // Mater. Sci. Eng A. 2014. V. 614. P. 193–198.
Дриц М.Е., Будберг П.Б., Бурханов Г.С., Дриц А.М., Пановко В.М. Свойства элементов: Справ. Изд // М.: Металлургия. 1985. 672 с.
Langford G., Cohen M. Strain hardening of iron by severe plastic deformation // Trans ASM. 1969. V. 62. P. 623–638.
Новиков В.Ю. Вторичная рекристаллизация. М.: “Металлургия”, 1990. 128 с.
Беляев С.П., Лихачев В.А., Мышляев М.М., Сеньков О.Н. Динамическая рекристаллизация алюминия // ФММ. 1981. Т. 52. Вып. 3. С. 617–626.
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.