Formation of micro-discontinuities during thermal processing and plastic deformation of polycrystalline materials

Abstract

Influence of initial micro-defective structure and microdefects arising during thermal and mechanical treatment on mechanical characteristics of polycrystalline aluminum samples has been studied experimentally. It is shown that heat treatment of samples with strongly distorted structure results in a decreased sample density due to generation of porous structure. Formation of pores on grain boundaries hinders recrystallization and results in appearance of microcracks near the pores at plastic straining that causes the grain-boundary failure character of fine-grained samples. It is shown that pre-straining promotes decrease in porosity during high-temperature annealing that, in turn, causes coarsening of grains.

Експериментально досліджено вплив вихідної мікродефектної структури та мікродефектів, що виникають у процесі термічної та механічної обробки, на механічні характеристики полікристалічних зразків алюмінію. Показано, що термічна обробка зразків із сильно викривленою структурою приводить до зменшення їхньої густини внаслідок утворення пористої структури. Утворення пор на межах зерен перешкоджає рекристалізації та приводить до виникнення при пластичному деформуванні в області пор мікротріщин, що обумовлює зерномежевий характер руйнування дрібнозернистих зразків. Показано, що попередня деформація сприяє зменшенню пористості у ході високотемпературного відпалу, що, в свою чергу, приводить до укрупнення зерен.

Экспериментально исследовано влияние исходной микродефектной структуры и микродефектов, возникающих в процессе термической и механической обработки, на механические характеристики поликристаллических образцов алюминия. Показано, что термическая обработка образцов с сильно искаженной структурой приводит к уменьшению их плотности вследствие образования пористой структуры. Образование пор на границах препятствует рекристаллизации и приводит к возникновению при пластическом деформировании в области пор микротрещин, что обусловливает зернограничный характер разрушения мелкозернистых образцов. Показано, что предварительная деформация способствует уменьшению пористости в процессе высокотемпературного отжига, что, в свою очередь, приводит к укрупнению зерен.