Influence of equal-channel angular pressing (ECAP) on the creep behaviour of pure copper

0092122 - ÚFM 2008 CZ eng A - Abstrakt
Dvořák, Jiří - Král, Petr - Kvapilová, Marie - Sklenička, Václav - Svoboda, Milan
Influence of equal-channel angular pressing (ECAP) on the creep behaviour of pure copper.
[Vliv metody ECAP na creepové chování čisté mědi.]
Abstract booklet of the International conference Nano 07. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2007 - (Šandera, P.). s. 88-88. ISBN 978-80-214-3460-8.
[NANO '07. 08.10.2007-10.10.2007, Brno]
Grant CEP: GA AV ČR(CZ) IAA2041301
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20410507
Klíčová slova: Equal-channel angular pressing (ECAP) * Copper * Creep * UFG * cavitation
Kód oboru RIV: JJ - Ostatní materiály

At present, the mechanisms of creep in ultrafine-grained materials (UFG) are not absolutely understood. This work examines creep behaviour in pure copper. The coarse-grained copper was subjected to ECAP (equal-channel angular pressing) at room temperature using a die, which had a 90° angle between the channels. ECAP billets were rotate by 90° in the same sense between each pass in the processing route Bc. The microstructural investigations were performed using transmission electron microscopy (TEM) and electron back-scatter diffraction (EBSD). The experiments show that ECAP reduced the average grain size to ~ 400 nm and led to the higher occurrence of high-angle boundaries in comparison with the as received state of the unpressed material. Constant stress creep tests in tension were conducted at the applied stresses from 20 to 60 MPa and temperature of 573 K. In this work, the values of the stress exponent of the creep rate for UFG material and the unpressed material were determined. The stress exponent n for pure Cu was determined ~ 6.5 for coarse grained and ~ 5 for UFG material. These values of n suggest that an intragranular deformation mechanism is the rate controlling process. The ECAPed samples of pure Cu exhibited the considerable creep cavitations. We suggested that the observed cavitation may be the result of the inefficient accommodation process of grain boundary sliding in the creep of pure UFG Cu.

V současné době není mechanismus creepové deformace u ultrajemnozrnných materiálů ještě zcela uspokojivě objasněn. V této práci je zkoumáno creepové chování čisté mědi. Hrubozrnný stav materiálu byl při pokojové teplotě zpracován prostřednictvím metody ECAP, za použití zápustky se dvěma protínajícími se kanály, které vzájemně svíraly úhel 90°. Při vlastní extruzi byl použit postup Bc, při kterém je vzorek otáčen o 90° mezi jednotlivými průchody vždy ve stejném směru rotace. Mikrostrukturní analýza byla provedena pomocí transmisní elektronové mikroskopie (TEM) a difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Experimenty ukázaly, že protlačováním pomocí metody ECAP došlo k redukci velikosti zrna na hodnotu ~ 400 nm a zároveň i k rozsáhlému výskytu velkoúhlových hranic v porovnání s hrubozrnným stavem. Creepové zkoušky v tahu při aplikaci konstantního zatížení byly provedeny při napětí 20 – 60 MPa a teplotě 573 K. Zjištění hodnoty napěťového exponentu minimální rychlosti creepu pro ultrajemnozrnný materiál i pro hrubozrnný stav se významně neliší. Napěťový exponent n pro čistý hliník byl stanoven ~ 6,5 u hrubozrnného a ~ 5 u ultrajemnozrnného materiálu. Tyto hodnoty n ukazují, že rozhodující úlohu při creepu čisté mědí hrají deformační mechanismy probíhající uvnitř zrn. U vzorků tvářených metodou ECAP dochází po creepové expozici ke zřetelné mezikrystalové kavitaci. Předpokládáme, že pozorovaná kavitace může být vyvolána v důsledku neefektivního akomodačního procesu pokluzů po hranicích zrn při creepu čisté mědi po aplikaci metody ECAP.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0152532