EFFECT OF HIGH PRESSURE TORSION ON STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Al–Ca–Cu ALLOY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

To improve the balance of strength and ductility of the Al–6% Ca–8% Cu (wt %) alloy, the high-pressure torsion (HPT) deformation followed by annealing was applied. The structure of the as-cast alloy consisted mainly of two eutectics [(Al) + AlCaCu] and [(Al) + (Al, Cu)4Ca + AlCaCu]. HPT through three turns leads to the formation of a predominantly submicrocrystalline structure, refinement of eutectic particles and their more uniform distribution in the sample volume, calcium segregation from AlCuCa and (Al, Cu)4Ca particles, and supersaturation of the (Al) solid solution with copper. Such a structure provides a strengthening of the alloy by a factor of 3.5, but contributes to its embrittlement. Subsequent annealing at 400°C achieves a good balance of strength and ductility of the alloy.

About the authors

S. O. Rogachev

MISiS National University of Science and Technology; Institute of Metallurgy and Materials Science. A.A. Baikov, Russian Academy of Sciences

Email: csaap@mail.ru
Moscow, 119049 Russia; Moscow, 119334 Russia

E. A. Naumova

MISiS National University of Science and Technology

Email: csaap@mail.ru
Moscow, 119049 Russia

N. Yu. Tabachkova

MISiS National University of Science and Technology

Email: csaap@mail.ru
Moscow, 119049 Russia

D. V. Ten

MISiS National University of Science and Technology

Email: csaap@mail.ru
Moscow, 119049 Russia

R. V. Sundeev

MISiS National University of Science and Technology

Email: csaap@mail.ru
Moscow, 119049 Russia

M. Yu. Zadorozhny

Moscow Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: csaap@mail.ru
Moscow, 107023 Russia

References

  1. Horita Z., Fujinami T., Nemoto M., Langdon T.G. Equal-channel angular pressing of commercial aluminum alloys: grain refinement, thermal stability and tensile properties // Metal. Mater. Trans. A. 2000. V. 31. P. 691–701.
  2. Бродова И.Г., Ширинкина И.Г., Петрова А.Н., Пилюгин В.П., Толмачев Т.П. Структура алюминиевого сплава АМЦ после кручения под высоким давлением в жидком азоте // ФММ. 2013. Т. 114. № 8. С. 725–730.
  3. Lanjewar H., Kestens L.A.I., Verleysen P. Damage and strengthening mechanisms in severely deformed commercially pure aluminum: Experiments and modeling // Mater. Sci. Eng. A. 2021. V. 800. P. 140224.
  4. Исламгалиев Р.К., Нестеров К.М., Хафизова Э.Д., Ганеев А.В., Голубовский Е.Р., Волков М.Е. Прочность и усталость ультрамелкозернистого алюминиевого сплава АК4-1 // Вестник УГАТУ. 2012. Т. 16. № 8(53). С. 104–109.
  5. Leo P., Cerri E., De Marco P.P., Roven H.J. Properties and deformation behaviour of severe plastic deformed aluminium alloys // J. Mater. Proces. Techn. 2007. V. 182. P. 207–214.
  6. Мавлютов А.М., Касаткин И.А., Мурашкин М.Ю., Валиев Р.З., Орлова Т.С. Влияние микроструктуры на физико-механические свойства алюминиевого сплава системы Al–Mg–Si, наноструктурированного интенсивной пластической деформацией // ФТТ. 2015. Т. 57. № 10. С. 1998–2004.
  7. Rogachev S.O., Naumova E.A., Vasileva E.S., Magurina M.Yu., Sundeev R.V., Veligzhanin A.A. Structure and mechanical properties of Al–Ca-alloys processed by severe plastic deformation // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 767. P. 138410.
  8. Кикин П.Ю., Мишакин В.В., Перевезенцев В.Н., Землякова Н.В., Кассина Н.В. Исследование корреляции структурных параметров и механических свойств с акустическими характеристиками ультрамелкозернистого алюминиевого сплава 1421 // Вопр. материаловедения. 2008. № 3(55). С. 19–24.
  9. Yang Y., Nie J., Mao Q., Zhao Y. Improving the combination of electrical conductivity and tensile strength of Al 1070 by rotary swaging deformation // Results in Physics. 2019. V. 13. P. 102236.
  10. Khafizova E., Islamgaliev R. Effect of severe plastic deformation on the structure and mechanical properties of Al–Cu–Mg alloy // IOP Conference Series: Mater. Sci. Eng. 2014. V. 63. P. 012081.
  11. Belov N.A., Naumova E.A., Bazlova T.A., Alekseeva E.V. Structure, phase composition, and strengthening of cast Al–Ca–Mg–Sc alloys // Phys. Metal. Metal. 2016. V. 117. № 2. P. 188–194.
  12. Shurkin P.K., Letyagin N.V., Yakushkova A.I., Samoshina M.E., Ozherelkov D.Y., Akopyan T.K. Remarkable thermal stability of the Al–Ca–Ni–Mn alloy manufactured by laser-powder bed fusion // Mater. Letters. 2021. V. 285. P. 129 074.
  13. Летягин Н.В., Шуркин П.К., Нгуен З., Кошмин А.Н. Влияние термодеформационной обработки на структуру и механические свойства сплава Al3Ca1Cu1.5Mn // ФММ. 2021. Т. 122. № 8. С. 873–879.
  14. Sauvage X., Cuvilly F., Russell A., Edalati K. Understanding the role of Ca segregation on thermal stability, electrical resistivity and mechanical strength of nanostructured aluminum // Mater. Sci. Eng. A. 2020. V. 798. P. 140 108.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (3MB)
4.

Download (1MB)
5.

Download (138KB)
6.

Download (165KB)
7.

Download (90KB)
8.

Download (1MB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».