Deformation Microstructure And Texture Transformations In FCC Metals Of Medium-To-High Stacking Fault Energy: Critical Role Of Micro- And Macro-Scale Shear Bands

Microstructure and texture development in medium-to-high stacking fault energy face centred cubic metals were investigated in order to examine the role of lattice re-orientation on slip propagation across grain boundaries and to characterize the influence of micro- and macro-scale copper-type shear bands on textural changes at large deformations. Polycrystalline pure copper (fine - and coarse - grained) and fine-grained AA1050 alloy were deformed in plane strain compression at room temperature to form two sets of well-defined macroscopic shear bands. The deformation-induced sub-structures and local changes in crystallographic orientations were investigated mostly by scanning electron microscopy equipped with high resolution electron backscattered facility. In all the deformed grains within macro- shear bands a strong tendency to strain-induced re-orientation was observed. The flat, strongly deformed grains exhibited a deflection within narrow areas. The latter increased the layers’ inclination with respect to ED and led to kink-type bands, which are the precursors of MSBs. The mechanism of macro- / micro-shear bands formation is strictly crystallographic since in all the areas of the sheared zone, the crystal lattice rotated such that one of the {111} slip planes became nearly parallel to the shear plane and the <011> direction became parallel to the direction of maximum shear. This strain-induced crystal lattice rotation led to the formation of specific macro- / micro-shear bands components that facilitated slip propagation across the grain boundaries without any visible variation in the slip direction.

W pracy badano zmiany strukturalne i teksturowe w metalach o sieci regularnej ściennie centrowanej związane z lokalną re-orientacją sieci krystalicznej wynikającą z formowania się mikro- i makro- pasm ścinania. Analizowano polikrystaliczne próbki miedzi oraz aluminium o czystości technicznej (stop AA1050) odkształcane w temperaturze otoczenia w próbie nieswobodnego ściskania do zakresu odkształceń, w których następuje wyraźne uformowanie się dwóch rodzin makroskopowych pasm ścinania. W badaniach wykorzystano skaningowy mikroskop elektronowy wyposażony w system automatycznego pomiaru orientacji lokalnych. Zaobserwowano, że w ziarnach umiejscowionych w obszarze makroskopowych pasm ścinania występuje ściśle zdefiniowana tendencja rotacji sieci krystalicznej, w wyniku której jedna z płaszczyzn typu {111} przyjmuje położenie zbliżone do położenia płaszczyzny ścinania, a jeden z kierunków typu <110> (lub <112>) wykazuje tendencję do sytuowania się równolegle do kierunku ścinania. Obserwowana w obszarze wnętrza pasm ścinania rotacja prowadzi do uformowania się specyficznej (mikro)tekstury, która umożliwia propagację poślizgów poprzez granice ziaren bez ‘istotnej’ zmiany kierunku ścinania.