The effect of the strain path and the second phase particles on the microstructure and the texture evolution of the AA3104 alloy processed by ECAP

The effect of the strain path on the microstructure and the texture evolution of the severely deformed AA3104 aluminium alloy was investigated by a transmission electron microscopy (TEM) and a high resolution scanning electron microscopy (SEMFEG) equipped with the electron backscattered diffraction facility. A commercial purity material was deformed at room temperature via equal channel angular pressing up to 10 passes, following the routes A, BC, and C. A good quality billet after 10 passes was obtained only in the case of route C. In the case of route A and BC, macro-cracking appeared after 5 and 3 passes, respectively. Although the different routes led to differences in the microstructure of the billets, the global texture evolution turned out to follow nearly the same course. The TEM observations and the SEMFEG local orientation measurements allowed to identify the misoriented planar dislocation arrangements in all the samples. Their instability within some narrow areas led to the kink-type bands, which were precursors of the shear bands. The influence of the second phase particles on the deformation microstructure and the local texture depended on the particle size. Irrespective of the applied deformation routes, the large (>5 μm), not deformable second phase particles influenced the strengthening of the matrix by forming local distortions in their vicinity, whereas the fine dispersoids (∼50 nm) had a visibly unclear effect on the dislocation structures formed in the examined strain range.

W pracy analizowano wpływ zmiany drogi odkształcenia na ewolucję mikrostruktury i tekstury silnie odkształcanych próbek stopu aluminium - AA3104, wykorzystując techniki transmisyjnej (TEM) i skaningowej (SEMFEG) mikroskopii elektronowej. Materiał o czystości technicznej odkształcano w temperaturze otoczenia, w matrycy równo kątowej (ECAP) do 10-ciu przepustów, wg drogi A, BC oraz C. Wyniki prowadzonych analiz pokazują, że jedynie w przypadku drogi C uzyskano po 10-ciu przepustach dobry jakościowo wstępniak. W przypadku drogi A i BC po 5 i 3 przepustach, odpowiednio, pojawiały się obserwowane makroskopowo pęknięcia. Pomimo, że zróżnicowane drogi odkształcenia prowadzą do silnego zróżnicowania w obrazie mikrostruktury, ewolucja tekstury globalnej jest podobna. Obserwacje mikrostrukturalne prowadzone w skali TEM oraz pomiary orientacji lokalnych z wykorzystaniem techniki SEMFEG dokumentują formowanie się płaskich układów dyslokacyjnych, niezależnie od zastosowanego schematu odkształcenia. Dodatkowo obserwowana wewnątrz wąskich obszarów niestabilność tych struktur prowadzi do pojawienia się pasm ugięcia które są prekursorami pasm ścinania. Wpływ cząstek drugiej fazy na ewolucję struktury odkształcenia oraz zmiany w lokalnym obrazie tekstury w pobliżu cząstek, silnie uzależnione są od rozmiaru cząstek. Jednakże, niezależnie od zastosowanego schematu odkształcenia, duże (>5 μm) nieodkształcalne cząstki silnie determinują umocnienie osnowy w ich bezpośrednim sąsiedztwie, podczas gdy wpływ drobnych wydzieleń dyspersyjnych (∼50 nm) nie jest jasno zdefiniowany.