Экспериментальное исследование кристаллографических особенностей и термической стабильности структуры меди различной степени чистоты, подвергнутой равноканальному угловому прессованию тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

на правах рукописи

МАКАРОВ Иван Михайлович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ТЕРМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СТРУКТУРЫ МЕДИ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЧИСТОТЫ, ПОДВЕРГНУТОЙ РАВНОКАНАЛЬНОМУ УГЛОВОМУ ПРЕССОВАНИЮ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2003

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте конструкционных материалов "Прометей"

Научный руководитель: член-корреспондент РАН, профессор

Рыбин Валерий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Добаткин Сергей Владимирович,

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Зисман Александр Абрамович

Ведущая организация: Физико-технический институт

им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург

Защита состоится 19 ноября 2003 года в '7 часов ¿О минут на заседании диссертационного совета Д 212.229.05 при ГОУ ВПО Санкт-Петербургском государственном политехническом университете по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, корп. 2, аудитория 265.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке ГОУВПОСПбГПУ

Автореферат разослан « 10 » октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.229.05

доктор физико-математических наук, профессор Титовец Ю.Ф.

Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Равноканальное угловое (РКУ) прессование является эффективным методом формирования дисперсных структур в металлических материалах [Л1]. При использовании этого метода металл подвергают большой (е>1) пластической деформации, практически без формоизменения, что позволяет создавать в его объеме однородную фрагментированную структуру, отличающуюся предельно малыми размерами фрагментов (0,1-5-0,2 мкм) [Л2]. Такую структуру в литературе называют субмикрокристаллической (СМК) (далее, для краткости, металлы с СМК структурой будем называть СМК металлами).

Изучение СМК металлов показывает, что РКУ прессование позволяет получать материалы с уникальными физико-механическими свойствами [ЛЗ]. Основной проблемой, стоящей на пути широкого использования этих материалов, является проблема низкой термической стабильности СМК структуры. Как показывают экспериментальные данные, температура рекристаллизации в СМК металлах ниже 0,4Тт (Тт - температура плавления), нагрев до небольшой температуры (порядка 0,ЗТт) приводит к возврату их физико-механических свойств.

Несмотря на большое число работ, посвященных изучению проблемы структурной стабильности СМК металлов, в ней остается много неясного. Не до конца определено влияние примесей на стабильность СМК металла, а также на закономерности формирования и эволюции их структуры и текстуры. Результаты структурных исследований недостаточно увязаны с исследованиями структурно-чувствительных свойств (твердость, электросопротивление и т.д.), которые интегрально характеризуют структуру и ее стабильность.

Недостаточное внимание уделено комплексной кристаллографической аттестации границ фрагментов, которые являются определяющими элементами СМК структуры. Число работ, посвященных определению спектра разориентировок границ в СМК структуре, невелико. Наиболее подробная работа, в которой такой спектр был определен, сделана на технически чистой меди [Л4]. Однако информация по влиянию примесей на кристаллографические параметры границ фрагментов, а также какие-либо сведения об особенностях распределения векторов разориентации в осях макродеформации, в литературе отсутствуют.

Решение указанных вопросов позволит достичь более глубокого понимания физической природы процессов формирования СМК структур и особенностей их эволюции в процессе рекристаллизации, а также наметить пути повышения термической стабильности СМК материалов.

Целью работы является исследование структуры и текстуры меди различной степени чистоты, подвергнутой равноканальному угловому прессованию, а также их эволюции в процессе рекристаллизации. В работе решались следующие задачи:

1. Экспериментальное определение спектра разориентировок границ в высокочистой СМК меди и анализ полученных результатов.

2. Исследование текстуры СМК меди с различным количеством примесей и ее эволюции при рекристаллизации.

3. Исследование рекристаллизации СМК меди с различным содержанием примесей прямыми структурными методами и интегральными структурно-чувствительными методами.

Научная новизна:

• Получены экспериментальные распределения векторов разориентировок на границах фрагментов в СМК структуре высокочистой меди по величине угла разориентировки и по направлениям векторов разориентировок в кристаллографическом базисе и лабораторной системе координат, связанной с осями макродеформации.

• Выявлена зависимость распределения кристаллографических направлений векторов разориентировок СМК фрагментов от величины угла разориентировки. Для анализа этой зависимости проведен расчет соответствующего распределения в модельном хаотически разориентированном ансамбле (ХРА) зерен.

• Проведен совместный анализ макро- и микротекстур. Выявлены текстурные компоненты в текстурах деформации (при РКУ прессовании) и рекристаллизации СМК меди с различным содержанием примесей. Показано, что вид текстур и характер ее эволюции при отжиге не зависят от содержания примесей в исследованных пределах.

• Показано, что изменение степени чистоты меди от 99,997% до 99,98% не влияет на морфологические и кристаллографические параметры СМК структуры после РКУ прессования и характер рекристаллизации в ней, и существенно влияет на термическую стабильность СМК структуры.

Научная и практическая значимость работы.

Установленные закономерности важны для понимания механизмов формирования СМК структур при больших пластических деформациях и могут быть использованы для развития деформационных методов получения металлов с СМК структурой.

Результаты исследований рекристаллизации и факторов на нее влияющих могут быть использованы при решении практически важной проблемы стабилиза-( ции структуры СМК металлов.

' Результаты расчета распределения разориентировок по зонам стандартного

стереографического треугольника в зависимости от угла разориентировки в ХРА позволяют анализировать экспериментально получаемые распределения. На основании этого анализа можно делать выводы об особенностях спектра границ в металлах кубической сингонии.

Продемонстрирована возможность применения метода электросопротивления для изучения кинетики рекристаллизации в однофазных СМК металлах и интегрального описания эволюции их структуры. На защиту выносятся:

1. Экспериментально полученные распределения векторов разориентировок на > границах СМК фрагментов в высокочистой меди (99,997 %) по величине угла

разориентировки, по направлениям осей разориентировок в кристаллографическом базисе и лабораторной системе координат, связанной с осями макродеформации.

2. Результаты расчета распределения векторов разориентировок в хаотически разориентированном ансамбле зерен по зонам стандартного стереографического треугольника в зависимости от угла разориентировки.

3. Экспериментально полученные зависимости электросопротивления СМК меди технической чистоты от времени в ходе изотермических отжигов.

4. Представления о характере влияния примесей на морфологические и кристаллографические параметры СМК структуры, сформированной РКУ прессованием, а также на ее устойчивость при термических воздействиях.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях: "Межзеренные и межфазные границы в материалах" ("Intergranular and interphase boundaries in materials", Prague, Czech Republic, 1998); "Структура и свойства твердых тел"(Н. Новгород, 1999), на XIX Научных чтениях им. акад. Н.В. Белова,(Н. Новгород, 2000); на XXXVII международном семинаре "Актуальные проблемы прочности" (Киев, Украина, 2001); на международном семинаре "Мезоструктура" (Санкт-Петербург, 2001); на первом русско-французском симпозиуме "Физика и механика больших пластических деформаций" ("Physics and mechanics of large plastic strains", St. Petersburg, Russia, 2002)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 104 стр. машинописного текста, содержит 8 таблиц и 21 рисунок. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из 85 наименований.

Работа выполнена при научной консультации д.ф.-м.н. В.Н. Чувильдеева и к.т.н. Е.В. Нестеровой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сделан краткий обзор опубликованных в научной литературе работ, посвященных изучению структуры и свойств СМК металлов, обоснованы актуальность темы и выбор объекта исследования. Сформулированы цель и задачи работы, а также приведены основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1 посвящена описанию объекта исследования, методик приготовления образцов и экспериментальных методик, использованных для исследований.

В работе исследовали медь двух химических составов, с различным содержанием примесей: высокочистую бескислородную медь (99,997мас.%) -состав А и медь технической чистоты (99,98мас.%) - состав Б.

СМК структуру получали равноканальным угловым прессованием за 12 проходов при комнатной температуре в заготовке с размерами 14x14x160 мм (прессование провел Копылов В.И.). Между проходами заготовку поворачивали на 90° вокруг оси прессования (режим Д, согласно обозначениям принятым в

работе [JT1]). Структурные и текстурные исследования проводили в сечении перпендикулярном оси прессования.

Структуру СМК меди изучали с помощью оптической микроскопии (Neophot-32) и просвечивающей электронной микроскопии (JEM-200CX и ЕМ-400Т).

Измерения локальных ориентировок и разориентировок фрагментов и рекристаллизованных зерен проводили на просвечивающем электронном микроскопе методом одиночных рефлексов. Точность определения ориентировок составляла ~0,3° при локальности не менее 0,1 мкм.

Макротекстуру исследовали рентгеновским методом. Съемку проводили на отражение (в диапазоне угла: 0<со<70°) на дифрактометре ДРОН-2. Для каждого образца получали прямые полюсные фигуры в рефлексах {200} и {222}. Оси ОХ и 0Y прямых полюсных фигур ориентировали вдоль боковых граней прессованной заготовки.

Электросопротивление образцов измеряли четырехзондовым компенсационным методом. Для изучения возврата электросопротивления были использованы две процедуры отжига: 1) Изотермические выдержки, в ходе которых (in situ) измеряли электросопротивление; 2) Изохрональные выдержки, при которых электросопротивление измеряли при комнатной температуре, после отжигов в течение 1 часа и быстрого охлаждения .

В Главе 2 описаны результаты структурных исследований, выполненных методами металлографии и просвечивающей электронной микроскопии.

Структура меди состава А после РКУ прессования состояла, в основном, из фрагментов вытянутой формы (с отношением осей - а/Ь~1,5) и средним размером - 0,18 мкм. На фоне СМК структуры было обнаружено небольшое количество рекристаллизованных зерен. Их доля, определенная металлографически и методом ПЭМ, составила 10%. Рекристаллизованные зерна имели размер 3-5мкм. Ниже будет показано (см. главу 5), что температура рекристаллизации меди состава А составляет 120°С, поэтому появление рекристаллизованных зерен связано с нагревом металла в процессе РКУ прессования до этой температуры. В меди состава Б после РКУ прессования рекристаллизованные зерна отсутствовали. Средний размер фрагментов, как и в меди состава А, составил 0,18 мкм при такой же степени вытянутости.

Исследования микроструктуры после отжигов показали, что в СМК меди наблюдается существенная неравномерность роста зерен в отличие от обычной собирательной рекристаллизации (при которой все зерна растут равномерно).

Рекристаллизованные зерна растут на фоне практически неизменной СМК структуры и, достигнув размера Э, примерно на порядок превышающего исходный размер фрагментов, прекращают свой рост (рис.1). Размеры аномально крупных зерен О, наблюдавшихся в меди составов А и Б отличаются : Б~4 мкм в меди состава А; мкм в меди состава Б.

а б

Рис.1. Структура меди в различных состояниях (а - медь состава А после РКУ прессования;

б - медь состава Б после РКУ прессования и отжига 200°С, 1 час). Просвечивающая электронная микроскопия.

Объемная доля рекристаллизованных зерен зависит от температуры и времени отжига, а также от содержания примесей. С течением времени весь объем заполняется рекристаллизованными зернами, после чего рост зерен продолжается в режиме обычной собирательной рекристаллизации.

Таким образом, изменение чистоты меди от 99,997% до 99,98% не влияет ни на морфологические параметры фрагментированной структуры, сформированной РКУ прессованием, ни на характер роста зерен при рекристаллизации. Кинетика же рекристаллизации СМК меди в существенной мере определяется содержанием примесей.

В Главе 3 приведены результаты исследований макро- и микротекстуры в СМК меди с различным содержанием примесей.

Текстурные компоненты характеризовали низкоиндексным кристаллографическим направлением наиболее близким к оси прессования. В рамках такого описания макротекстура в состоянии после РКУ деформации была интерпретирована нами как содержащая три компоненты.

{200} а

{200} б

Рис. 2. Текстура меди состава Б в состоянии после РКУ прессования (а) и отжига 200°С, 1 час (б). На полюсных фигурах цифрами (1, 2, 3) обозначены положения текстурных максимумов, соответствующих текстурным компонентам.

Первая из них близка к <111>, вторая близка к <110> (с отклонением на угол 15°), а третья близка к <100>, отклоняясь на угол 15-20°(рис.2а).

Анализ идеальных ориентировок, соответствующих этим текстурным компонентам, проведенный по полюсным фигурам {200} и {222} показал, что в первой и второй компонентах направления [111] совпадают (в пределах телесного угла 7°). Направление [100] третьей компоненты ориентировано примерно вдоль этого, общего для них, направления [111], в пределах телесного угла 10°. Важно подчеркнуть, что макротекстуры меди составов А и Б, непосредственно после РКУ прессования, качественно подобны, т.е. для них в равной мере характерно наличие трех упомянутых текстурных компонент и ориентационных соотношений между ними. Изменение степени чистоты сказывается только на интенсивности третьей компоненты: в меди состава А ее интенсивность заметно выше, чем в меди состава Б.

В работе были определены также макротекстуры меди состава А после отжига (230°С, 1 час), приводящего к полной рекристаллизации, и меди состава Б после отжига (200°С, 1 час), приводящего к частичной (около 20 %) рекристаллизации (рис. 26). Оказалось, что при рекристаллизации происходит усиление третьей текстурной компоненты.

Интенсивность первой и второй компонент при рекристаллизации меняется не столь существенно, и в процессе рекристаллизации наблюдается их аксиальное размытие (вокруг общей оси [111]).

Как следует из исследований структур меди состава А и Б после упомянутых рекристаллизационных отжигов, изменение текстур коррелирует с повышением объемной доли крупных рекристаллизованных зерен.

С помощью метода одиночных рефлексов на просвечивающем электронном микроскопе были определены ориентировки 50-ти СМК фрагментов в меди состава А (один из участков, исследованной СМК структуры, показан на рис.За) и 15-ти рекристаллизованных зерен, которые присутствуют в меди состава А после РКУ прессования. Размер этих зерен составлял около 3 мкм. Они были практически бездефектными, некоторые содержали двойники.

На базе этих измерений были построены точечные прямая и обратная полюсные фигуры (ППФ и ОПФ), по которым можно было судить о микротекстуре изученных участков образца. Сопоставление микротекстуры с макротекстурой показало, что во фрагментированной структуре присутствуют ориентировки, соответствующие всем трем макротекстурным компонентам. Среди фрагментов доля ориентировок, соответствующих третьей компоненте, невелика (менее 10%). Среди рекристаллизованных зерен доля таких ориентировок существенно выше (около 50%).

На ОПФ, полученной на фрагментированной структуре, видно сгущение выходов осей прессования вблизи полюса [110]. Это наблюдение не противоречит выводам, сделанным при анализе макротекстур, где наряду с компонентой [110] четко выявляется компонента [111]. Действительно ППФ макротекстуры дает значения интенсивностей, усредненных по значительной площади поверхности образца порядка 1см2, тогда как микротекстура дает информацию о распределении ориентировок всего лишь 50-ти фрагментов, расположенных на площади в 108 раз меньше - около 1 мкм2. Удивление вызывает то обстоятельство, что на столь малой площади уже выявляется по крайней мере одна из сильных текстурных компонент, а именно близкая к [110].

В Главе 4 приведено описание экспериментального спектра векторов разориентировок во фрагментированной структуре меди состава А, а также расчет распределения разориентировок по зонам стандартного стереографического треугольника в зависимости от угла разориентировки для хаотически разориентированного ансамбля (ХРА). Проведено сравнение этих спектров.

Большеугловая граница общего типа Специальная граница Малоуглоеая граница

угол разориентировки градусы

Рис. 3. Участок микроструктуры (а) и его схема (б), на котором определялись ориентировки фрагментов. Медь А после РКУ прессования.

Экспериментально получен спектр векторов разориентировок (на массиве из 95 векторов) границ фрагментов в СМК меди состава А. Один из изученных участков СМК структуры и его схема показаны на рис.3. Распределение границ по углу разориентировки представлено на рис.4а. Значительную долю границ (около 90%) составляют большеугловые границы. Проведено сопоставление этого распределения со спектром ХРА. Экспериментальное распределение отличается от спектра ХРА : 1) повышенной долей (в 5 раз) малоугловых границ;

2) повышенной долей (в 1,5 раза) границ близких к специальным. Такая же закономерность была зафиксирована и на меди технической чистоты [Л4].

При анализе распределения осей разориентировок в стандартном стереографическом треугольнике (ССТ) с дифференциацией по углу было обнаружено, что оси разориентировок с углами 0>4О° неравномерно распределены в ССТ (Рис.4б). Эти оси располагаются преимущественно в третьей и четвертой зонах ССТ.

Угол разориентировки, 0

Угапразориетпировки 6°

О 0-10

А 10-20

а го-зо

• 30-40

А 40-50

■ 30-42,8

110

а б

Рис.4. Распределения векторов разориентировок на границах фрагментов СМК структуры по углу разориентировки (а) и по направлению в стандартном стереографическом треугольнике (б).

В литературе отсутствуют сведения о таком распределении для ХРА. В работе проведен аналитический расчет распределения векторов разориентировок по зонам в ССТ в зависимости от угла разориентировки для ХРА.

При описании разориентировки вектором с минимальным значением угла 0 для каждого кристаллографического направления в ССТ существует величина предельного угла 0*, при превышении которого вектор разориентировки становится не минимальным (разориентировка при этом может быть описана другим вектором, у которого значение угла 0 меньше). По данным работы [Л5] были построены изолинии с одинаковым значением 0* в ССТ. Изолинии представляют собой дуги окружностей с центрами: в направлении [100] для первой, второй и третьей зонах и в направлении [111] для четвертой зоны.

Показано, что разориентировки с углами 0<45° возможны для всех направлений ССТ.

В первой зоне ССТ не может быть осей разориентировок с углом большим 46,5°; во второй - 51 в третьей - 60,7°; в четвертой - 62.8°.

Весь диапазон изменений угла 9 (от 0 до 62.8°) был разбит на интервалы по 5° (последний интервал: от 55° до 62.8° составил: 7.8°), затем были вычислены вероятности попадания угла разориентировки в угловой интервал 0i<0<02, а ее оси в одну из зон ССТ.

Во фрагментированной структуре доля малоугловых границ выше, чем в ХРА, это обстоятельство необходимо учитывать при сравнении экспериментального распределения разориентировок с распределением в ХРА. Для адекватного сопоставления распределений данные были перенормированы так, чтобы сумма по зоне ССТ была равна 100% для каждого углового интервала (Таблица 1).

Таблица 1. Распределение векторов разориентировок (Дп/п, %) по зонам стандартного стереографического треугольника и углу 9 в меди А после РКУ прессования. Для сравнения приведено распределение, вычисленное в ХРА (выделенные числа).

Номер зоны Угол разориентировки 0°

0-15 15-20 20-30 30-40 40-50 50-62.8

I 16,7 37,5 25,0 15,8 4,5 0,0

m 10,2 10.2 10.2 5,9 0

II 16,7 12,5 33,3 26,3 4,5 0,0

30 30 30 30 27.7 M

III 41,7 50,0 25,0 47,4 77,3 57,1

47,7 47.7 47.7 47.7 52.8 6 4,2

IV 25,0 0,0 16,7 10,6 13,7 42,9

12.1 12.1 12.1 12,1 13,6 34.4

Доля разориентировок с углами 0-40° повышена в I, понижена во II и IV зонах ССТ по сравнению с ХРА. Особенно это существенно для разориентировок с углами 15-20°. Разориентировки с углами 50-62,8° сосредоточены в III и IV зонах, что объясняется отсутствием таких разориентировок в I и очень малой долей их во II зоне.

Распределение осей разориентировок в лабораторной системе координат, связанной с осями макродеформации отличается от хаотического. Выходы осей группируются вблизи плоскости, направленной вдоль боковой грани образца.

*

| 0,4 0,2

• щ

Медь А \ Мед |> Б

*

50 100

150 200

т°с

250 300 350

В Главе 5 описаны результаты экспериментального исследования процесса возврата электросопротивления в СМК меди. Проведен анализ, показывающий, что кинетика возврата электросопротивления отражает кинетику роста зерен.

Измерения электросопротивления (Рис.5) и микротвердости после часовых отжигов показали, что температуры рекристаллизации меди состава А и состава Б составляют 120°С и 200°С, соответственно. Полное изменение удельного электросопротивления в меди состава Айв меди состава Б совпало в пределах погрешности и составило 0,12 мкОм-см. Для меди состава Б были получены кинетические кривые возврата электросопротивления, измерявшегося при отжиге (in situ), при 4-х температурах (Рис.ба). Возврат электросопротивления

Рис. 5. Изменение величины относительного электро- происходит в две стадии. На

сопротивления в зависимости от температуры отжига _ „ ,

, ^ . ... ас кривои, полученной при 163 С,

(время отжига 1 час). Медь составов А и Б. с ■> j г

видны два участка. При других температурах первая (более быстрая) стадия возврата успела завершиться при нагреве образца до температуры изотермической выдержки. В ходе первой стадии относительное электросопротивление уменьшается на 20%, на второй стадии его уменьшение составляет 80%.

Анализ вкладов, вносимых в электросопротивление меди примесями, дислокациями и границами зерен, показал, что изменение электросопротивления на второй стадии возврата связано с уменьшением доли границ в структуре.

Экспериментальные данные, построенные в полулогарифмических координатах (рис.66) в зависимости от времени с хорошей точностью интерполируются прямой. Таким образом, в пределах точности эксперимента кинетика процесса возврата электросопротивления на второй стадии описывается выражением:

Др = Лр0 exp(-t / т) О

где Ар0 - полное изменение электросопротивления на второй стадии возврата; т -характерное время процесса, контролирующего скорость возврата.

О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Время, минуты а

50 100 150 200 250 300 350 400 450 Время, минуты б

Рис. 6. Изменение величины относительного электросопротивления в зависимости от времени при разных температурах отжига (а) и представление этих данных в полулогарифмических координатах (б). Медь состава Б.

Энергия активации процесса возврата определена из выражения: т = т0ехр(<3/1сТ) (2)

где 0 - энергия активации процесса возврата, к - постоянная Больцмана, т0- предэкспоненциальный множитель.

Расчет показал, что 0=107 кДж/моль. Эта величина соответствует энергии активации зернограничной самодиффузии в меди.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования микроструктуры СМК меди и ее эволюции при рекристаллизации. В процессе РКУ прессования в высокочистой меди (99,997%) -состава А, и меди технической чистоты (99,98%) - состава Б формируется СМК структура со средним размером фрагментов с!=0,18 мкм. Рекристаллизационный отжиг приводит к появлению и постепенному увеличению относительной доли крупных рекристаллизованных зерен размером 1-4 мкм на фоне практически неизменной СМК структуры.

2. Получены распределения векторов разориентировок на границах фрагментов в СМК структуре меди состава А по величине угла разориентировки, по направлениям осей разворота в кристаллографическом базисе и в лабораторной системе координат (связанной с осями макродеформации).

Установлено, что большая часть границ (89%) являются болыпеугловыми, распределенными во всем интервале углов разориентировок. Доля малоугловых границ (0<15°) составляет 11%.

Распределения границ по углу разориентировки в исследованной высокочистой меди и в меди состава Б, изученной в работе [Л4], совпали в пределах статистического разброса.

Экспериментальный спектр разориентировок отличается от спектра хаотически разориентированного ансамбля (ХРА) : повышенной (в 5 раз) долей малоугловых разориентировок; повышенной (в 1,5 раза) долей разориентировок близких к специальным; неоднородностью распределения осей разориентировок в лабораторной системе координат, связанной с осями макродеформации.

3. При анализе распределения осей разориентировок в кристаллографическом базисе - стандартном стереографическом треугольнике (ССТ) с дифференциацией по углу было обнаружено, что оси разориентировок с углами 0>4О° неравномерно распределены в ССТ. Эти оси располагаются преимущественно в третьей и четверюй зонах ССТ. Проведен аналитический расчет распределения векторов разориентировок по зонам ССТ в зависимости от угла разориентировки 0 для ХРА. Показано, что в ХРА оси разориентировок с углами 0>45° распределены по площади ССТ неравномерно и преимущественно сосредоточены в третьей и четвертой зонах ССТ. Эта особенность распределений является следствием описания разориентировок вектором с минимальным углом 0.

4. Исследованы макро- и микротекстуры, сформированные при РКУ прессовании и их эволюция при рекристаллизации.

Макротекстура СМК меди состава А и состава Б в состоянии после РКУ прессования содержит три компоненты (первая из них близка к <111>, а вторая и третья близки к <110> и <100>, соответственно). При рекристаллизации повышается интенсивность третьей компоненты, а также происходит аксиальное размытие первой и второй компонент (вокруг их общей оси [111]).

Были определены ориентировки фрагментов и рекристаллизованных зерен в структуре меди состава А (микротекстура). Показано, что во фрагментированной структуре присутствуют ориентировки, соответствующие всем трем текстурным компонентам. Среди фрагментов доля ориентировок, соответствующих третьей

компоненте, невелика (менее 10%). Среди рекристаллизованных зерен доля таких ориентировок существенно выше (около 50%).

5. Проведены исследования возврата электросопротивления СМК меди. Установлено, что основной вклад в кинетику возврата электросопротивления вносит процесс роста зерен. Зависимость возврата электросопротивления при изотермических отжигах (проведенных от situ) от времени имеет двухстадийный характер и на второй стадии описывается экспоненциальной зависимостью. Энергия активации процесса возврата электросопротивления составила Q=107

^ кДж/моль. Эта величина соответствует энергии активации зернограничной

самодиффузии в меди.

6. Установлен характер влияния примесей на формирование СМК структуры в меди при РКУ прессовании и на процесс рекристаллизации в ней. Изменение степени чистоты меди от 99,997% до 99,98% не влияет на морфологические и кристаллографические параметры СМК структуры после РКУ прессования и

j характер роста зерен при рекристаллизации. Температура рекристаллизации

, зависит от содержания примесей и составляет 120°С и 200°С для меди чистоты

j 99,997% и 99,98%, соответственно.

Список цитируемой литературы :

\ JI1. Процессы пластического структурообразования металлов/ В.М Сегал, В.И.

Резников, В.И. Копылов и др. Минск: Наука и техника, 1994.232 с. JI2. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М. Металлургия, 1986.224 с.

ЛЗ. Валиев Р.З., Александров КВ. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. 272 с. Л4. Grain boundary distribution and texture in ultrafine grained copper produced by severe plastic deformation/ Mishin O.V., Gertsman V.Y., Valiev R.Z., Gottstein G.// Scripta Mater. 1996. Vol. 35, № 7. P. 873-878.

Л5. Mackenzie J.K. The distribution of rotation axes in a random aggregate of cubic crystals// Acta metall. 1964. Vol. 12, № 2. P. 223-225.

Основные результаты диссертации отражены в работах ;

1. Makarov I. М. Effect of grain boundaries recovery on microcrystaline copper electrical resistance// Proc. Int. Conf. "Intergranular and interphase boundaries in materials", Prague, Czech Republic, 1998. P. P428.

2. Makarov I. M„ Chuvil'deev V. N. Changing of resistance and hardness of submicro-meter grained Cu during annealing// Proc. Int. Workshop "Nondestructive testing and computer simulation in science and engineering", St.Petersburg, Russia, 1998. P. F14.

3. Makarov I.M., Nesterova E.V. ТЕМ examination and simulation of recristallization

in submicrometer grained Си// Proc. Int. Workshop "Nondestructive testing and computer simulation in science and engineering", St.Petersburg, Russia, 1998. P. F15.

4. Макаров И. M., Нестерова Е. В., Рыбин В. В. Кристаллографические особенности структурного состояния бескислородной меди после РКУ прессования // Материалы XXXV семинара "Актуальные проблемы прочности", Псков, 1999.4.2, С. 577-581.

5. Макаров И.М. Возврат электросопротивления в микрокристаллической меди после РКУ прессования//Материаловедение. 1999. № 9. С. 47-53.

6. Чувшьдеев В.Н., Макаров И.М., Копылов В.И. Модель рекристаллизации чистых металлов//Материаловедение. 1999. № 10. С. 52-56.

7. Копылов В.И, Макаров И.М., Нестерова Е.В., Рыбин В.В. Кристаллографический анализ субмикрокристаллической структуры, полученной РКУ прессованием высокочистой меди// Вопросы материаловедения. 2002. № 1. Т. 29. С. 273-278

8. Kopylov V.I., Makarov I.M., Nesterova Е. V., Rybin V. V. Boundary misorientations in submicrocrystalline structure formed in copper by equal-channel angular pressing// Problems of material science. 2003. № 1. Vol. 33. P.164-168 (proc. The 1-st Russian-French Symposium "Physics and mechanics of large plastic strains")

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97.

Подписано в печать /О. ¡¿ОСЬ Объем в п.л. <О.

Тирах /00 Заказ 4//.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства СПбГПУ 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отпечатано на ризографе ЛЫ-2000 ЕР Поставщик оборудования — фирма "Р-ПРИНТ" Телефон: (812) 110-65-09 Факс: (812) 315-23-04

P159 1î

2.ÄÖ? - A

IS7II

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

1.1 Предварительные замечания.

1.2 Материал.

1.3 Металлография.

1.4 Просвечивающая электронная микроскопия.

1.5 Метод одиночных рефлексов.

1.6 Методика рентгенотекстурных исследований.

1.7 Методики исследования возврата электросопротивления и микротвердости.

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА И ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ ПРИ ОТЖИГЕ

2.1 Металлография.

2.2 Просвечивающая электронная микроскопия.

2.3 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ТЕКСТУРА И ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ ПРИ ОТЖИГЕ

3.1 Макротекстура.

3.2 Микротекстура.

3.3 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗОРИЕНТИРОВКИ НА ГРАНИЦАХ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФРАГМЕНТОВ

4.1 Экспериментальные результаты.

4.2 Обсуждение результатов.

4.3 Распределение векторов разориентировок по зонам ССТ в зависимости от угла 0 в хаотически разориентированном ансамбле зерен.

4.4 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ВОЗВРАТ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ И ТВЕРДОСТИ

5.1 Экспериментальные результаты.

5.2 Анализ результатов.

ВЫВОДЫ.

Настоящая диссертация посвящена экспериментальному изучению структуры и свойств субмикрокристаллической (СМК) меди, полученной методом равноканального углового (РКУ) прессования.

Повышенный интерес исследователей к нанокристаллическим и субмикрокристаллическим (СМК) металлам связан с их аномальными механическими и физическими свойствами [7-9, 16, 27, 30-32, 35, 55, 71].

СМК материалы получают методами порошковой металлургии и методами, основанными на измельчении зеренной структуры с помощью больших пластических деформаций.

Известны общие закономерности эволюции структуры в процессе пластической деформации [68,72] . При холодной деформации структуры сменяются в следующем порядке (при увеличении степени деформации):

1) Дислокационная структура, в которой с деформацией происходит рост плотности дислокаций до критических значений рх=Юш - 10й см-2.

2) Ячеистая структура, в которой области свободные от дислокаций (ячейки) разделены дислокационными границами. Соседние ячейки разориентированы на небольшие (0 < 3 °) углы.

3) Фрагментированная структура, в которой области свободные от дислокаций (фрагменты) образуют границы зеренного типа с значительными (0> 10 °) разориентировками.

Экспериментальные исследования показывают, что большие пластические деформации позволяют создавать мелкодисперсные материалы с размером фрагментов порядка 0,1мкм [11,15,77].

Широко распространенные способы деформации, такие как прокатка, волочение, ковка и др. изменяют форму образца, поэтому предельная степень деформации, которая может быть достигнута при использовании этих способов, ограничена. Кроме того, при указанных способах обработки, деформация неоднородна по сечению образца (так, например, при прокатке и волочении периферия образца деформируется сильнее [27, 28, 71]), что приводит к структурной неоднородности металла.

Из способов деформации металла, обеспечивающих однородное измельчение структуры до СМК состояния, можно выделить два :

1) Деформация кручением под высоким гидростатическим давлением на наковальне Бриджмена [42-45, 77].

2) Деформация простым сдвигом с помощью равноканального углового прессования [27,28, 71].

Структуры, получаемые первым и вторым способами сходны при больших степенях деформации. Свойства металлов, обработанных первым и вторым способами близки [42-45]. Однако, первый способ позволяет получать СМК структуру лишь в образцах малого сечения (менее 1 мм). РКУ прессование не имеет таких ограничений. Этот метод был разработан Сегалом В.М., Резниковым В.И., Копыловым В. И. в 1972 году [27, 28, 71, 8083]. Уникальность этого способа деформации заключается в том, что при значительной пластической деформации форма образца не изменяется. Поэтому РКУ прессование позволяет делать многократную обработку одного образца (многоцикловое РКУ прессование). Кроме того, как показали экспериментальные исследования [5, 15, 39, 71], деформированное состояние при простом сдвиге в процессе РКУ прессования характеризуется высокой степенью однородности.

При многоцикловом РКУ прессовании путем кантовок [17, 28, 71] есть возможность изменять положение плоскости и направления сдвига относительно образца. Образец в форме прямоугольного параллелепипеда можно деформировать простым сдвигом по одной из четырех плоскостей вдоль одного из двух направлений, лежащих в этой плоскости. Таким образом, существует восемь положений плоскости и направления сдвига в образце. Разные кантовки при многоцикловом РКУ-прессовании позволяют получать различные структурные состояния в металле и управлять его свойствами [15, 16, 39, 43]. После достаточно большого числа циклов РКУ прессования средний размер фрагментов в металле составляет d=0.1-Ю.4 мкм [43-45].

Несмотря на успешное развитие технологии РКУ прессования и большое количество работ, посвященных исследованию структуры и свойств обработанных таким образом металлов, представления об особенностях их СМК структуры, а также о процессах ее эволюции, развиты еще не достаточно.

В качестве объекта исследований в настоящей работе была выбрана СМК медь. Заметим, что СМК медь - один из наиболее изученных СМК материалов. В частности, в работах [5, 8, 15, 16, 31, 76, 77] были проведены исследования ее структуры, в работе [55] было изучено внутреннее трение, в работах [9, 29, 34, 42-45] изучены механические характеристики и т.д. С этой точки зрения, СМК медь имеет в качестве объекта экспериментальных исследований, несомненное преимущество по сравнению с другими СМК материалами. При ее изучении можно опираться на результаты указанных исследований и, не отвлекаясь на решение элементарных задач (таких как поиск температурно-временных интервалов структурной стабильности и т.д.), можно сосредоточиться на решении принципиального вопроса — аттестации структуры СМК меди. На наш взгляд, подход к аттестации структуры и изучению ее эволюции должен быть комплексным, включающим в себя исследование материала на разных структурных уровнях, соответствующими методами. При этом принципиальное значение имеет и, то, что объект исследования при изучении разными методами должен быть один и тот же (и с точки зрения химического состава, и с точки зрения режима РКУ обработки, и с точки зрения методик подготовки образцов).

Поскольку границы фрагментов являются основным элементом дефектной структуры СМК металлов, для ее аттестации представляется необходимым определить характеристики этих границ, к которым, в первую очередь, относится спектр векторов разориентировок. Количество исследований спектра разориентировок границ в СМК структуре, полученной РКУ прессованием невелико [4,5,22]. Наиболее подробная работа, в которой такой спектр был определен, сделана на технически чистой меди [22].

Таким образом, задача об определении спектра разориентировок границ, и в особенности для ранее не изучавшейся высокочистой меди остается актуальной.

Для решения вопроса о репрезентативности спектра разориентировок необходимы текстурные исследования, которые позволили бы ответить на вопрос, насколько микротекстура соответствует макротекстуре материала. Выявление такого соответствия позволило бы связать параметры микро- и макроуровней структуры.

Фрагментированная структура СМК меди изучалась во многих работах [5, 8, 15, 16, 31], однако, как показывает их анализ, детально вопрос об эволюции фрагментированной структуры на начальных стадиях низкотемпературных отжигов не был изучен. В частности, вопрос о необычном - неравномерном характере рекристаллизации, проявляющемся в появлении небольшого числа крупных зерен в СМК структуре, оказался практически не освещен. В то же время, неравномерный характер роста, обнаруженный в микроструктурных исследованиях необходимо подтвердить исследованиями на макроуровне. В частности, широко апробированными, высокочувствительными интегральными методами. К числу таких методов относится метод электросопротивления. Заметим, что исследование электросопротивления СМК меди представляет и самостоятельный интерес, поскольку такие исследования для меди, полученной РКУ прессованием не проводились.

Главной проблемой, возникающей при практическом использовании СМК металлов является их структурная нестабильность. Как показывают экспериментальные данные [14,15,18,19, 37,63], уже при низких температурах порядка 0,25-0,3 Тт в СМК структуре начинается интенсивный рост зерен, приводящий к превращению ее в "обычную структуру". Особенностью этого роста является его высокая скорость и, отмеченная в некоторых работах, существенная неоднородность распределения зерен по размерам. Вопрос о причинах столь низких температур рекристаллизации и о причинах неравномерного характера рекристаллизации до настоящего времени открыт.

Целью работы является исследование структуры субмикрокристаллической меди, полученной равноканальным угловым прессованием, и эволюции этой структуры в процессе рекристаллизации. В работе решались следующие задачи;

1. Экспериментальное определение спектра разориентировок границ зерен в высокочистой СМК меди и анализ полученных результатов.

2. Исследование макро- и микротекстур СМК меди с различным количеством примесей и их эволюции при рекристаллизации.

3. Исследование рекристаллизации СМК меди с различным содержанием примесей прямыми структурными методами и интегральными структурно-чувствительными методами.

Работа состоит из введения, пяти глав и заключения.

Первая глава (см. 1.1) посвящена описанию объекта исследования, методик приготовления образцов и экспериментальных методик.

Во второй главе (см. 2.1) описаны результаты структурных исследований, проведенных методами металлографии и просвечивающей электронной микроскопии.

В третьей главе приведены результаты макро- и микротекстурных исследований, полученных рентгеновским методом (макротекстура) и методом одиночных рефлексов (микротекстура).

В четвертой главе приведено описание экспериментального спектра векторов разориентировок в СМК структуре высокочистой меди, а также расчет спектра векторов разориентировок для модельного хаотически разориентированного ансамбля. Проведено сравнение этих спектров.

В пятой главе описаны результаты экспериментального исследования процесса возврата электросопротивления в СМК меди. Проведен анализ, показывающий, что основной вклад в электросопротивление СМК меди вносят границы зерен, и кинетика возврата электросопротивления отражает кинетику роста зерен.

В заключении приведены основные результаты и выводы. На защиту выносятся следующие результаты:

1. Экспериментально полученные распределения векторов разориентировки на границах СМК фрагментов в высокочистой меди (99,997 %) по величине угла разориентировки, по направлениям осей разориентировок — в кристаллографическом базисе и лабораторной системе координат, связанной с осями макродеформации.

2. Результаты расчета распределения векторов разориентировки в хаотически разориентированном ансамбле по зонам стандартного стереографического треугольника в зависимости от угла разориентировки.

3. Экспериментально полученные зависимости электросопротивления СМК меди технической чистоты от времени в ходе изотермических отжигов.

4. Представления о характере влияния примесей на морфологические и кристаллографические параметры СМК структуры, сформированной РКУ прессованием, а также на ее устойчивость при термических воздействиях.

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах:

1. Makarov I. М. Effect of grain boundaries recovery on microcrystalline copper electric resistance // Proc. Int. Conf. "Intergranular and interphase boundaries in materials". Prague, Czech Republic, 1998, P.P428.

2. Makarov I. M., Chuvil'deev V. N. Changing of resistance and hardness of submicrometer grained Cu during annealing // Proc. Int. Workshop "Nondestructive testing and computer simulation in science and engineering". St. Petersburg, Russia, 1998, P. F14.

3. Makarov I. M., Nesterova E. V. ТЕМ examination and simulation of recristallization in submicrometer grained Cu // Proc. Int. Workshop "Nondestructive testing and computer simulation in science and engineering". St. Petersburg, Russia, 1998, P. F15.

4. Чувильдеев В.Н., Макаров И.М., Копылов В.И. Модель рекристаллизации чистых металлов // Материаловедение, 1999, N-10, С. 52-56.

5. Макаров И. М., Нестерова Е. В., Рыбин В. В. Кристаллографические особенности структурного состояния бескислородной меди после РКУ прессования // Материалы XXXV семинара "Актуальные проблемы прочности". Псков, 1999, ч.2, С.577-581.

6. Макаров И.М. Возврат электросопротивления в микрокристаллической меди, полученной интенсивной пластической деформацией //Материаловедение, 1999, № 9, С.47-53.

7. Копылов В.И, Макаров И.М., Нестерова Е.В., Рыбин В.В. Кристаллографический анализ субмикрокристаллической структуры, полученной РКУ прессованием высокочистой меди // Вопросы материаловедения, 2002, № 1, Т. 29, С.273-278

8. Kopylov V.I., Makarov I.M., Nesterova E.V., Rybin V.V. Boundary misorientations in submicrocrystalline structure formed in copper by equal-channel angular pressing // Problems of material science, 2003, № 1, V. 33, P. 164-168 (proc. The 1-st Russian-French Symposium "Physics and mechanics of large plastic strains") b

ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования микроструктуры СМК меди и ее эволюции при рекристаллизации. В процессе РКУ прессования в высокочистой меди (99,997%) - состава А, и меди технической чистоты (99,98%) — состава Б формируется СМК структура со средним размером фрагментов d=0,18 мкм. Рекристаллизационный отжиг приводит к появлению и постепенному увеличению относительной доли крупных рекристаллизованных зерен размером 1+4 мкм на фоне практически неизменной СМК структуры.

2. Получены распределения векторов разориентировок на границах фрагментов в СМК структуре меди состава А по величине угла разориентировки, по направлениям осей разворота в кристаллографическом базисе и в лабораторной системе координат (связанной с осями макродеформации). Установлено, что большая часть границ (89%) являются болылеугловыми, распределенными во всем интервале углов разориентировок. Доля малоугловых границ (8<15°) составляет 11%. Распределения границ по углу разориентировки в исследованной высокочистой меди и в меди состава Б, изученной в работе [Л4], совпали в пределах статистического разброса.

Экспериментальный спектр разориентировок отличается от спектра хаотически разориентированного ансамбля (ХРА) : повышенной (в 5 раз) долей малоугловых разориентировок; повышенной (в 1,5 раза) долей разориентировок близких к специальным; неоднородностью распределения осей разориентировок в лабораторной системе координат, связанной с осями макродеформации.

3. При анализе распределения осей разориентировок в кристаллографическом базисе - стандартном стереографическом треугольнике (ССТ) с дифференциацией по углу было обнаружено, что оси разориентировок с углами 0>4О° неравномерно распределены в ССТ. Эти оси располагаются преимущественно в третьей и четвертой зонах ССТ. Проведен аналитический расчет распределения вектора разориентировки по зонам ССТ в зависимости от угла разориентировки 0 для ХРА. Показано, что в ХРА оси разориентировок с углами 0>45° распределены по площади ССТ неравномерно и преимущественно сосредоточены в третьей и четвертой зонах ССТ. Эта особенность распределений является следствием описания разориентировок вектором с минимальным углом 0.

4. Исследованы макро- и микротекстуры, сформированные при РКУ прессовании и их эволюция при рекристаллизации.

Макротекстура СМК меди состава А и состава Б в состоянии после РКУ прессования содержит три компоненты (первая из них близка к <111>, а вторая и третья близки к <110> и <100>, соответственно). При рекристаллизации повышается интенсивность третьей компоненты, а также происходит аксиальное размытие первой и второй компонент (вокруг их общей оси [111]).

Были определены ориентировки фрагментов и рекристаллизованных зерен в структуре меди состава А. Показано, что во фрагментированной структуре присутствуют ориентировки, соответствующие всем трем текстурным компонентам. Доля ориентировок фрагментов, соответствующих третьей компоненте невелика (менее 10%). Среди рекристаллизованных зерен доля таких ориентировок существенно выше.

5. Проведены исследования возврата электросопротивления СМК меди. Установлено, что основной вклад в кинетику возврата электросопротивления вносит процесс роста зерен. Зависимость возврата электросопротивления при изотермических отжигах (проведенных in situ) от времени имеет двухстадийный характер и на второй стадии описывается экспоненциальной зависимостью. Величина энергии активации процесса возврата электросопротивления на этой стадии составила Q=9.5 kTm (107 кДж/моль). Это значение соответствует энергии активации зернограничной самодиффузии в меди.

6. Установлен характер влияния примесей на формирование СМК структуры в меди при РКУ прессовании и на процесс рекристаллизации в ней:

- изменение степени чистоты меди от 99,997% до 99,98% не влияет на морфологические и кристаллографические параметры СМК структуры после РКУ прессования и характер роста зерен при рекристаллизации,

- температура рекристаллизации зависит от содержания примесей и составляет 120°С и 200°С для меди чистотой 99,997% и 99,98% , соответственно. о:

1. Akhmadeev N.A., Kobelev N.P., Mulyukov R.R., Soifer Ya.M., Valiev R.Z. The effect of heat treatment on the elastic and dissipative properties of copper with the submicrocrystalline structure // Acta metall. mater. 1993. V. 41, N-4, P. 1041-1046.

2. Andrews P.V. Resistivity due to grain boundaries in pure copper. // Physics Letters, 1965, V. 19, P. 58-560.

3. Brown R.A., A dislocation model of grain boundary electrical resistivity. // J.Phys. F.: Metal Phys., 1977, V. 7, P. 1477-1488.

4. Chang C.P., Sun P.L., Kao P.W. Deformation induced grain boundaries in commercially pure aluminium // Acta mater., 2000, V. 48, P.3377-3385.

5. Sun P.L., Yu C.Y., Kao P.W., Chang C.P., Micro structural characteristics of ultrafine-grained aluminium produced by equal channel angular extrusion

6. Scripta Mater., 2002, V. 47, P. 377-381.

7. Ferrasse S., Segal V.M., Hartwig K.T., Goforth R.E. Microstructure and properties of copper and aluminium alloy 3003 heavily worked by equal channel angular extrusion. // Metallurgical and materials transactions, 1997, V. 28A, P. 1047-1056.

8. Furukawa M., Horita Z., Nemoto M., Valiev R.Z., Langdon T.G. Microhardness measurements and the Hall-Petch relationship in Al-Mg alloy with submicrometer grain size // Acta Mater., 1996, V.l 1, P.4619

9. Gertsman V. Y., Birringer R., Valiev R. Z., Gleiter H. On the structure and strength of ultrafine-grained copper produced by severe plastic deformation // Scripta metal 1. mater., 1994, V. 30, P. 229-234.

10. Gertsman V. Y., Valiev R. Z., Akhmadeev N.A., Mishin O. Mechanical properties of ultrafine grained metals // Mater.Sci.Forum., 1996, V. 233, P. 8090.

11. Gibbs M.A.,Hartwig K.T.,Cornwell L.R.,Goforth R.E. and Payzant E.A. Texture formation in bulk iron processed by simple shear // Scripta Mater., 1998, V.39, N-12, P.1699-1704

12. Gleiter H. Nanocrystalline Materials. // Progr. Mater. Sci., 1989, V.33, P.223-230.

13. Lian J., Valiev R. Z., Baudelet B. On the enhanced grain growth in ultrafine grain metals // Acta metall. material., 1995, V. 43, N-l 1, P. 4165-4170.

14. Lian J., Valiev R. Z., Baudelet B. On the enhanced grain growth in ultrafine grain metals // Scr. metall., 1993, V. 18, P. 661-668.

15. Lojkowski W. On the spreading of grain boundary dislocations and its effect on grain boundary properties // Acta metall. mater. V.39, 1991, P. 1891-1899.

16. Mackenzie J.K. The distribution of rotation axes in a random aggregate of cubic crystals //Acta metall., 1964, V.12, N-2, P. 223-225.

17. Mishin O.V., Gertsman V.Y., Valiev R.Z. and Gottstein G. Grain boudary distribution and texture in ultrafine grained copper produced by severe plastic deformation // Scripta Mater., 1996, V.35, N-7, P.873-878.

18. Nakamichi I. The electrical resistivity due to grain boundary and the boundary structure // J.Sci.Hiroshima Univ., Ser. A, V. 54, N-l, 1990, P. 49-84.

19. Perevezentsev V.N., Rybin V.V., Chuvil'deev V.N. The Theory of Superplastic Deformation. Part I-IV // Acta MetalLMater., 1992, V.40, N-5, P.887-923.

20. Pirozhnikova O.E. Grain boundaries influence on superplastic materials strain hardening//Mater. Sci. Forum, 1996, V. 207-209, P. 817-820.

21. Pumphrey P.H., Gleiter H. On the structure of non-equilibrium high-angle grain boundaries I I Phil. Mag. 1975, V. 32, P. 881-885.

22. Segal V. M. Materials processing by simple shear // Mat.Sci.Eng.A, 1995, V.197, P. 157-164

23. Segal V. M. Equal channel angular extrusion: from macromechanics to structure formation // Mater. Science and Engineering, 1999, A271, P. 322-333.

24. Valiev R. Z., Kozlov E. V., Ivanov Yu. F., Lian J., Nazarov A. A., Baudelet B. Deformation behaviour of ultra-fine-grained copper // Acta metall. material., 1994, V. 42, N-7, P. 2467-2475.

25. Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Kuzmina N.F. Strengthening and grain refinement in an A1-6061 metal matrix composite through intense plastic straining // ScriptaMater., 1999, V. 40, N-l, P. 117-122.

26. Valiev R.Z., Langdon T. G., An investigation of microstructural stability in an A1 -3% Mg alloy // Acta Metall. Mater., 1996, V. 44, N-7, P. 2973.

27. Valiev R.Z., Krasilnikov N.A., Tsenev N.K. Plastic deformation of alloys with submicron-grained structure // Mat. Sci. and Eng. A137, 1991, P. 35-40.

28. Valiev R.Z., Kozlov E. V., Ivanov Yu. F., Lian J., Nazarov A. A., Baudelet B. Deformation behaviour of ultra-fine grained copper // Acta metall. material., 1994, V. 42, P. 2467-2475.

29. Valiev R.Z., Korznikov Y., Mulukov R.R. Structure and properties of ultrafine grained materials produced by severe plastic deformation // Mater. Sci. Eng., 1993, A168, P. 141-148.

30. Vinogradov A., Kapeko Y., Kitagawa K., et al. Fatigue behaviour of ultrafine grained copper// Scripta Mater., 1997, V.36, P. 1345-1349.

31. Wang J., Horita Z., Furukawa M., Nemoto M., et al. An investigation of ductility and microstructural evolution in an Al -3%Mg alloy with submicrometer grain size // J. Mater. Res., 1993, V.8, P.2810-2818

32. Wang J., Iwahashi Y., Horita Z., Furukawa M., ., Nemoto M., Valiev R.Z., Langdon T.G. An investigation of microstructural stability in an Al-Mg alloy with submicrometer grain size // Acta mater., V.44, 1996, P. 2973-2982.

33. Ахмадеев Н.А., Валиев Р.З., Копылов В.И., Мулюков P.P. Формирование субмикрозернистой структуры в меди и никеле с использованием интенсивного сдвигового деформирования //Изв. АН СССР Металлы, 1992, N- 5, С. 96-101.

34. Беккерт М., Клемм X. Справочник по металлографическому травлению, 1979,335 с.

35. Бородкина М.М., Спектор Э.Н. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов. М.:Металлургия, 1981, 216 с.

36. Валиев Р.З., Корзников А. В., Мулюков Р. Р. Структура и свойства металлических материалов с субмикрокристаллической структурой // Физика металлов и металловедение, 1992, N- 4, С. 70-86.

37. Валиев Р.З., Исламгалиев Р.К. Структура и механическое поведение ультрамелклзернистых металлов и сплавов, подвергнутых интенсивной пластической деформации // Физика металлов и металловедение, 1998, Т.85, С. 161-177.

38. Валиев Р.З., Корзников А.В., Мулюков Р.Р Структура и свойства металлических материалов с субмикрокристаллической структурой // Физика металлов и металловедение, 1992, №4, С. 70-86.

39. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000, 272 с.

40. Валиев Р.З., Вергазов А.Н., Герцман В.Ю. Кристаллогеометрический анализ межкристаллитных границ в практике ЭМ. — М.:Наука, 1991, 232 с.

41. Васильев Д.М. Дифракционные методы исследования структур. -М.: СПбГТУ, 1998, 502 с.

42. Васильева Л.А., Гордиенко А.И., Копылов В.И., Малашенко Л.М., Новикова О.В. Формирование ультрадисперсной структуры ОЦК-железа при интенсивном сдвиговом деформировании // Изв. АН Беларуси, серия физ.-техн. наук, 1995, N-2, С. 42-45.

43. Вассерман Г., Гревен И., Текстуры металлических материалов. -М.: Металлургия, 1969, 654 с.

44. Вергазов А.Н., Рубцов А.С., Рыбин В.В. Тез. Докл. X Всесоюзной конференции по электронной микроскопии. М.: ВИНИТИ, 1976, Т.1, С. 199-202.

45. Вергазов А.Н., Рыбин В.В. Методика кристаллографического анализа структуры металлов и сплавов в практике электронной микроскопии. Л.: ЛДНТП, 1984,40 с.

46. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.:Металлургия, 1967,404с.

47. Горелик С.С., Расторгуев С.П., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннографический анализ. М.:Металлургия, 1970.

48. ГОСТ 21073.0-75, приложение 3, С.З.

49. Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Экспериментальные исследования внутреннего трения в микрокристаллической меди // Физика металлов и металловедение, 1999, Т. 87, N-2, С. 84-90.

50. Гусев А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металла и соединениях // УФН, Т.168, N-1, 1998, С.55-83.

51. Изотов В.И. Русаненко В.В., Копылов В.И., Поздняков В.А., Еднерал А.Ф., Козлова А.Г. Структура и свойства инварного сплава Fe-36%Ni после интенсивной сдвиговой деформации // Физика металлов и металловедение, 1996, Т. 82, вып. 3, С. 123-135.

52. Исламгалиев Р.К., Ахмадеев Н.А., Мулюков P.P., Валиев Р.З. Влияние субмикрокристаллического состояния на электро- сопротивление меди // Металлофизика., Т. 13, 1991, N-3, с.20-25.

53. Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов. -М. .'Металлургия, 1987, 213 с.

54. Кан Р.У. Возврат и рекристаллизация. В кн.: Физическое металловедение. Под.ред. Кана Р., Хаазена П. Т.2. - М.-.Металлургия, 1987, С.434-508.

55. Каролик А.С., Голуб В.М. Расчет электросопротивления дислокаций и границ зерен в поливалентных и переходных металлах // Физика металлов и металловедение, 1993, Т.75, вып.1, С.24-32.

56. Копылов В. И. Деформированное состояние, текстура и анизотропия свойств при пластической обработке металлов простым сдвигом. / Минск, 1989,43 с. Деп. в ВИНИТИ 11.07.89, N-4597 В89.

57. Лебедев А.Б., Буренков Ю.А., Копылов В.И., Филоненко В.П., Романов А.Е., Грязнов В.Г. Возврат модуля Юнга при отжиге поликристаллов меди с ультрамелким зерном // Физика твердого тела, 1996, Т. 38, С. 1775-1782.

58. Лебедев А.Б., Пульнев В.В., Ветров Ю.А. Буренков Ю.А., Копылов В.И., Бетехин К.В. Термическая стабильность упрочненной наночастицами НЮг субмикрокристаллической меди в интервале температур 20-500 °С

59. Физика твердого тела, 1998, т.40, № 7, С. 1268-1270.

60. Лухвич А.А. Влияние дефектов на электрические свойства металлов. Минск: Наука и техника, 1976, 103 с.

61. Морохов И.Д., Трусов Л.Д., Лаповок В.И. Физические явления в ультрадисперсных средах.- М.: Наука, 1984,472 с.

62. Перевезенцев В.Н., Пирожникова О.Э., Чувильдеев В.Н. Рост зерен при сверхпластической деформации микродуплексных сплавов // Физика металлов и металловедение, 1991, N-4, С.33-41.

63. Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В., Чувильдеев В.Н. Миграция границ и рост зерен при сверхпластической деформации материалов // Поверхность, 1985, N-4, С.113.

64. Сегал В.М, Резников В.И.,. Копылов В.И. и др. Процессы пластического структурообразования металлов. -Минск: Наука и техника. 1994, 232 с.

65. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. -М.:Металлургия, 1986, 224 с.

66. Рыбин В.В., Воронина Е. В. // Заводская лаборатория, 1979, N-12. С. 1115-1124.

67. Рыбин В.В., Титовец Ю.Ф., Воронина Е.В. Морфологические и кристаллогеометрические особенности эволюции зеренной структуры высокочистого алюминия на стадии вторичной рекристаллизации // Физика металлов и металловедение, 1991, N-10, С. 117-126.

68. Рыбин В.В., Титовец Ю.Ф., Козлов A.J1. Специальные границы зерен в реальных поликристаллах // Поверхность. Физика. Химия. Механика., 1984, N-9, С. 107-111.

69. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.П., Кузнецов Р.И., Дегтярев М.В. Особенности низкотемпературной рекристаллизации никеля и меди // Физика металлов и металловедение, т. 62, 1986, С. 566-570.

70. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.И., Кузнецов Р.И., Давыдова Л.С., Сазонова В. А. Эволюция структуры ГЦК монокристаллов при больших пластических деформациях // Физика металлов и металловедение, т. 61, 1986, С. 1170-1177.

71. Уббелоде А.Р. Расплавленное состояние вещества.-М.:Металлургия,1982,376 с.

72. Уманский Я.С. Рентгенография металлов. М.:Металлургия, 1967.

73. Устройство для упрочнения материала давлением: А.с. 492780 СССР: МКИВ21 С 25/00.81 .Устройство для упрочнения металлов пластическим деформированием. -А.с. 902962 СССР: МКИ В 21С J 500.

74. Фрост г.Дж., Эшби М.Ф. Карты механизмов деформации. Пер. с англ. Челябинск.: Металлургия, 1989, 328 с.