ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СТРУКТУРУ AL-LI-СПЛАВОВ И МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

Шарифуллина, Э.Р.; Швейкин, А.И.; Трусов, П.В.

doi:10.15593/perm.mech/2023.6.13

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СТРУКТУРУ AL-LI-СПЛАВОВ И МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

Э.Р. Шарифуллина, А.И. Швейкин, П.В. Трусов

Сведения об авторах

Э.Р. Шарифуллина
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
А.И. Швейкин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
П.В. Трусов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация

https://doi.org/10.15593/perm.mech/2023.6.13

Использование структурной сверхпластичности является перспективным направлением развития технологий создания изделий сложной формы с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. Деформирование в режиме сверхпластичности характеризуется пониженными (в сравнении с обычной пластической обработкой) нагрузками на обрабатывающие инструменты и сокращением числа операций финишной обработки. Предпочтительным представляется реализация обработки в режиме структурной сверхпластичности при относительно умеренных гомологических температурах (менее 0,7) и высоких скоростях (порядка 10-2 с-1), в котором возможно сохранение равноосной формы зерен с несущественным изменением их размеров. При обозначенных условиях для многих сплавов, предварительно подготовленных методами интенсивной пластической деформации, в экспериментах на одноосное растяжение с выходом в режим структурной сверхпластичности наблюдается стадийность (колоколообразность) кривых растяжения. Последнее связано с действием и взаимодействием различных физических механизмов, сменой их ролей в ходе процесса деформирования, с эволюцией дефектной структуры материала. На перечисленные факторы оказывают влияние исходные температурно-скоростные условия и характеристики структуры материала после его предварительной обработки, в частности, форма и размеры зерен, доля высокоугловых границ, степень рекристаллизованности структуры, наличие легирующих добавок, которые могут образовывать в материале различные фазы. В предлагаемом обзоре предпринята попытка систематизировать экспериментальные данные по сверхпластичности алюминиевых сплавов 1420 и 1421 с акцентированием внимания на основных характеристиках структуры материала до и во время испытания на сверхпластическое деформирование, а также ее влияние на действующие механизмы. Это позволит сформировать более полное представление о физической природе процесса деформирования с переходом к режиму структурной сверхпластичности для алюминиевых сплавов и разработать сценарий действия и взаимодействия механизмов с учетом влияния эволюционирующей структуры материала. Указанное будет являться концептуальной основной для развития многоуровневой конститутивной модели неупругого деформирования сплавов, способной описывать изменение структуры материала и смену режимов деформирования, необходимой для совершенствования технологий сверхпластического формования.

Ключевые слова

структурная сверхпластичностьмногоуровневое моделированиеэволюция структуры материаламеханизмы деформированиялегирующие добавкиалюминиево-литиевые сплавысплавы 1420 и 1421

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF ALLOYING ADDITIONS ON THE STRUCTURE OF AL-LI ALLOYS AND DEFORMATION MECHANISMS UNDER SUPERPLASTIC CONDITIONS (AN ANALYTICAL REVIEW)

The use of structural superplasticity is promising in the development of production technologies with complex shapes and improved physical, mechanical and operational characteristics. Deformation in the superplasticity regime is characterized by reduced (compared to conventional plastic processing) loads on tools and decreased number of finishing operations. It seems preferable to use the superplasticity regime at relatively moderate homologous temperatures (less than 0.7) and high strain rates (on the order of 10-2 s-1), in which the equiaxed grain shape can be preserved with an insignificant change in its size. Under these conditions, staged (bell-shaped) tension curves are observed in experiments on uniaxial tension with access to the structural superplasticity regime for many alloys preliminarily prepared by severe plastic deformations. The latter is associated with the action and interaction of various physical mechanisms, the change in their roles during the deformation and evolution of defective material structures. The above factors are influenced by the initial temperature and strain rate conditions and characteristics of material structures after the pretreatment, in particular, grain shapes and sizes, fraction of high-angle boundaries, degree of recrystallization of the structure, presence of alloying additives that can form various phases in materials. This review attempts to systematize experimental data on superplasticity of aluminum alloys 1420 and 1421 with a focus on the main characteristics of material structures before and during the superplastic deformation tests, as well as its effect on the acting mechanisms. This will make it possible to form a more complete understanding the physical nature of deformation with a transition to structural superplasticity regimes for aluminum alloys and to develop a scenario for the action and interaction of mechanisms taking the influence of the evolving material structure into account. The above will be the concept basis for development the multilevel constitutive models of inelastic deformations of alloys to describe the material structure evolution and change in deformation regimes, which is necessary to improve superplastic forming technologies.

Keywords

structural superplasticitymultilevel modelingmaterial structure evolutiondeformation mechanismsalloying additivesaluminum-lithium alloys1420 and 1421 alloys

Литература

1.Автократова Е.В. и др. Высокоскоростная сверхпластичность алюминиевого сплава 1570С с бимодальной структурой, полученной равноканальным угловым прессованием и прокаткой // Письма о материалах. – 2015. – Т. 5 (2). – С. 129– 132. DOI: 10.22226/2410-3535-2015-2-129-132 Scholar
2.Антипов В.В. и др. Влияние режимов гомогенизационного отжига на структурно-фазовое состояние и механические свойства слитков из алюминий-литиевого сплава 1441 // Труды ВИАМ. – 2019. – № 3 (75). – С. 44–52. DOI:10.18577/2307-6046- 2019-0-3-44-52 Scholar
3.Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю., Романенко В.А. Современные алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы // Авиационные материалы и технологии. – 2017. – С. 195–211. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-195-211 Scholar
4.Бобрук Е.В., Мурашкин М.Ю. Проявление низкотемпературной сверхпластичности в высокопрочном ультрамелкозернистом сплаве 7ХХХ // XII всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики: сб. тр. В 4 т. – Т. 3. – 2019. – С. 1393–1395. Scholar
5.Векман А.В., Демьянов Б.Ф., Шмаков И.А. Коэффициенты зернограничной самодиффузии в алюминии (компьютерный расчет) // Физика. – 2013. – С. 141–145. DOI: 10.14258/izvasu(2013)1.2-28 Scholar
6.Волхонский А.Е., Ковалевич М.В., Гончаров А.В. Применение эффекта сверхпластичности – новые возможности в современных процессах металлообработки // Образовательные технологии. – 2014. – № 4. – С. 120–128. Scholar
7.Грязнов М.Ю. и др. Сверхпластичность алюминиевых сплавов системы Al-Li-Mg, полученных методом равноканального углового прессования // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 6 (1). – С. 49–57. Scholar
8.Гуреева М.А., Грушко О.Е. Алюминиевые сплавы в сварных конструкциях современных транспортных средств // Конструкционные материалы. – 2009. – С. 27–41. Scholar
9.Добаткин С.В. Механические свойства ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов и возможности использования // Технология легких сплавов. – 2011. – № 3. – С. 5–17. Scholar
10.Ерисов Я.А. Инновационные процессы обработки металлов давлением с большими интенсивными пластическими деформациями в прокатно-прессовом производстве [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс дисциплины. – Самара, 2013. – 85 с. Scholar
11.Иванов К.В., Найденкин Е.В. Особенности структуры и механических свойств чистого алюминия и сплава 1420 после воздействия интенсивной пластической деформации // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 315, № 2. – С. 118–122. Scholar
12.Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. – М.: Металлургия, 1984. – 264 с. Scholar
13.Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов. – М.: Наука, 2002. – 438 с. Scholar
14.Кищик А.А., Котов А.Д., Михайловская А.В. Особенности микроструктуры и сверхпластичности при повышенных скоростях деформации сплава системы Al–Mg–Ni–Fe–Mn–Cr– Zr // Физика металлов и металловедение. – 2019. – Т. 120, № 10. – С. 1101–1108. DOI: 10.1134/S0015323019100048 Scholar
15.Кищик А.А., Михайловская А.В. Сплав на основе алюминия для высокоскоростной сверхпластической формовки // Уральская школа молодых металловедов. – 2022. – С. 52–56. Scholar
16.Колобнев Н.И. Алюминиево-литиевые сплавы со скандием // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2002. – № 7. – 10 с. Scholar
17.Колобнев Н.И. История развития, фазовый состав и свойства сплавов системы Al–Cu–Li // Технология легких сплавов. – 2015. – № 2. – С. 46–52. Scholar
18.Корзникова Г.Ф. и др. Сверхпластическое поведение алюминиевого сплава 1420 с мелкозернистой структурой // Физическая мезомеханика. – 2022. – Т.25, № 2. – С. 47–55. Scholar
19.Котов А.Д. Разработка алюминиевого сплава повышенной прочности, обладающего высокоскоростной сверхпластичностью. – Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М., 2013. – 105 с. Scholar
20.Котов А.Д., Михайловская А.В., Портной В.К. Влияние состава твердого раствора на показатели сверхпластичности сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu–Ni–Zr // Физика металлов и металловедение. – 2014. – Т. 115, № 7. – С. 778–784. DOI: 10.7868/S0015323014070043 Scholar
21.Лутфуллин Р.Я. Сверхпластичность и твердофазное соединение наноструктурированных материалов. Часть I. Влияние размера зерна на твердофазную свариваемость сверхпластичных сплавов // Письма о материалах. – 2011. – Т. 1. – С. 59– 64. DOI: 10.22226/2410-3535-2011-1-59-64 Scholar
22.Луц А.Р., Суслина А.А. Алюминий и его сплавы: учебное пособие. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. – 81 с. Scholar
23.Мазилкин А.А., Камалов М.М., Мышляев М.М. Структура и фазовый состав сплава Al-Mg-Li-Zr в условиях высокоскоростной сверхпластичности // Физика твердого тела. – 2004. – Т. 46, № 8. – С. 1416–1421. Scholar
24.Мулюков Р.Р. и др. Сверхпластичность ультрамелкозернистых сплавов: эксперимент, теория, технологии. – М.: Наука, 2014. – 284 с. Scholar
25.Мышляев М.М., Прокунин М.А., Шпейзман В.В. Механическое поведение микрокристаллического алюминий-литиевого сплава в условиях сверхпластичности // Физика твердого тела. – 2001. – Т. 43, № 5. – С. 833–838. Scholar
26.Мышляев М.М., Шпейзман В.В., Камалов М.М. Стадийность деформации микрокристаллического алюминий-литиевого сплава в условиях сверхпластичности // Физика твердого тела. – 2001. – Т. 43, № 1. – С. 2015–2020. Scholar
27.Никулин И.А., Кипелова А.Ю. Низкотемпературная сверхпластичность сплава Al-Mg-Mn, подвергнутого ИПД // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 5. – 8 с. Scholar
28.Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 208 с. Scholar
29.Новиков И.И., Портной В.К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. – М.: Металлургия, 1981. – 168 с. Scholar
30.Орлова Т.С. и др. Особенности упрочнения структурированного интенсивной пластической деформацией сплава Al–Cu–Zr // Физика твердого тела. – 2021. – Т. 63, вып. 10. – С. 1572–1584. DOI: 10.21883/FTT.2021.10.51408.104 Scholar
31.Распосиенко Д.Ю. Влияние мегапластической деформации и термической обработки на структуру и свойства высокопрочных стареющих сплавов на основе Al-Li. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Екатеринбург, 2017. – 174 с. Scholar
32.Трусов П.В., Шарифуллина Э.Р., Швейкин А.И. Многоуровневая модель для описания пластического и сверхпластического деформирования поликристаллических материалов // Физическая мезомеханика. – 2019. – Т. 22, № 2. – С. 5–23. DOI: 10.24411/1683-805X-2019-12001 Scholar
33.Трусов П.В., Швейкин А.И. Многоуровневые модели моно- и поликристаллических материалов: теория, алгоритмы, примеры применения. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2019. – 605 с. Scholar
34.Фридляндер И.Н. Современные алюминиевые, магниевые сплавы и композиционные материалы на их основе // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2002. – № 7. – С. 24–29. Scholar
35.Шарифуллина Э.Р., Швейкин А.И., Трусов П.В. Обзор экспериментальных исследований структурной сверхпластичности: эволюция микроструктуры материалов и механизмы деформирования // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2018. – С. 103–127. DOI: 10.15593/perm.mech/2018.3.11 Scholar
36.Шоршоров М.Х. и др. Сверхпластичность сталей и сплавов и ресурсосберегающие технологии процессов обработки металлов давлением. – Тула: Изд. ТГУ, 2018. – 158 с. Scholar
37.Яковцева О.А., Михайловская А.В., Портной В.К. Структурные изменения при сверхпластической деформации сплавов системы Al-Mg-Mn-Cr // Письма о материалах. – 2013. – Т. 3. – С. 122–125. Scholar
38.Abd El-Aty A. et al. Strengthening mechanisms, deformation behavior, and anisotropic mechanical properties of Al-Li alloys: a review // Journal of Advanced Research. – 2018. – Vol. 10. – P. 49–67. DOI: 10.1016/j.jare.2017.12.004 Scholar
39.Akamatsu H. et al. Influence of rolling on the superplastic behavior of an Al-Mg-Sc alloy after ECAP // Scripta mater. – 2001. – Vol. 44. – P. 759–764. DOI: 10.1016/S1359-6462(00)00666-7 Scholar
40.Apps P.J., Berta M., Prangnell P.B. The effect of dispersoids on the grain refinement mechanisms during deformation of aluminium alloys to ultra-high strains // Acta Materialia. – 2005. – Vol. 53, iss. 2. – P. 499–511. DOI: 10.1016/j.actamat.2004.09.042 Scholar
41.Barnes A.J. et al. Recent application of superformed 5083 aluminum alloy in the aerospace industry // Materials Science Forum. – 2013. – Vol. 735. – P. 361–371. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.735.361 Scholar
42.Barnes A.J. Superplastic forming 40 years and still growing // JMEPEG. – 2007. – Vol. 16. – P. 440–454. DOI: 10.1007/s11665-007-9076-5 Scholar
43.Berbon P. et al. An investigation of the properties of an Al-Mg-Li-Zr alloy after equal-channel angular pressing // Materials Science Forum. – 1996. – Vols. 217–222. – P. 1013–1018. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.217-222.1013 Scholar
44.Berbon P. et al. Fabrication of bulk ultrafine-grained materials through intense plastic straining // Metallurgical and materials transactions A. – 1998. – Vol. 29A. – P. 2237–2243. Scholar
45.Betsofen S.Ya., Antipov V.V., Knyazev M.I. Al–Cu–Li and Al–Mg–Li alloys: phase composition, texture, and anisotropy of mechanical properties (review) // Russian Metallurgy (Metally). – 2016. – Vol. 2016, no. 4. – P. 326–341. DOI: 10.1134/S0036029516040042 Scholar
46.Bhatta L. et al. Recent development of superplasticity in aluminum alloys: a review // Metals. – 2020. – Vol. 10 (1). – 26 p. DOI: 10.3390/met10010077 Scholar
47.Chinh N.Q. et al. Ultralow-temperature superplasticity and its novel mechanism in ultrafine-grained Al alloys // Materials Research Letters. – 2021. – Vol. 9, no. 11. – P. 475–482. DOI: 10.1080/21663831.2021.1976293 Scholar
48.Chumachenko E.N. et al. Analysis of the SPF of a titanium alloy at lower temperatures // Journal of Materials Processing Technology. – 2005. – Vol. 170. – P. 448–456. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2005.02.270 Scholar
49.Davydov V.G. et al. Scientific principles of making an alloying addition of scandium to aluminium alloys // Materials Science and Engineering. – 2000. – Vol. A280. – P. 30–36. DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00652-8 Scholar
50.De P.S., Mishra R.S., Baumann J.A. Characterization of high cycle fatigue behavior of a new generation aluminum lithium alloy // Acta Materialia. – 2011. – Vol. 59, is. 15. – P. 5946–5960. DOI: 10.1016/j.actamat.2011.06.003 Scholar
51.Deschamps A. et al. Experimental and modelling assessment of precipitation kinetics in an Al–Li–Mg alloy // Acta Materialia. – 2012. – Vol. 60. – P. 1917–1928. DOI: 10.1016/j.actamat.2012.01.010 Scholar
52.Deschamps A. et al. Influence of Mg and Li content on the microstructure evolution of Al-Cu-Li alloys during long-term ageing // Acta Materialia. – 2017. – Vol. 122. – P. 32–46. DOI: 10.1016/j.actamat.2016.09.036 Scholar
53.Deschamps A. et al. The influence of precipitation on plastic deformation of Al–Cu–Li alloys // Acta Materialia. – 2013. – Vol. 61. – P. 4010–4021. DOI: 10.1016/j.actamat.2013.03.015 Scholar
54.Dorin T., Vahid A., Lamb J. Chapter 11 – Aluminium Lithium Alloys // Fundamentals of Aluminium Metallurgy. – 2018. – P. 387–438. DOI: 10.1016/B978-0-08-102063-0.00011-4 Scholar
55.Dupuy L., Blandin J.-J. Damage sensitivity in a commercial Al alloy processed by equal channel angular extrusion // Acta Materialia. – 2002. – Vol. 50. – P. 3251–3264. DOI: 10.1016/S1359-6454(02)00147-7 Scholar
56.Estrin Y., Murashkin M., Valiev R. 16 – Ultrafine-grained aluminium alloys: processes, structural features and properties // Fundamentals of Aluminium Metallurgy. – 2011. – P. 468–503. DOI: 10.1533/9780857090256.2.468 Scholar
57.Furukawa M. et al. Age hardening and the potential for superplasticity in a fine-grained Al-Mg-Li-Zr alloy // Metallurgical and materials transactions A. – 1998. – Vol. 29A. – P. 169–177. DOI: 10.1007/s11661-998-0170-6 Scholar
58.Furukawa M. et al. Structural evolution and the Hall-Petch relationship in an Al-Mg-Li-Zr alloy with ultra-fine grain size // Acta mater. – 1997. – Vol. 45, no. 11. – P. 4751–4757. Scholar
59.Furukawa M. et al. The shearing characteristics associated with equal-channel angular pressing // Materials Science and Engineering. – 1998. – Vol. A257. – P. 328–332. DOI: 10.1016/S0921- 5093(98)00750-3 Scholar
60.Hefti L.D. Commercial airplane applications of superplastically formed AA5083 aluminum sheet // JMEPEG. – 2007. – Vol. 16. – P. 136–141. DOI: 10.1007/s11665-007-9023-5 Scholar
61.Horita Z. et al. Processing of an Al-Mg-Li-Zr alloy with ultra-fine grain size // Materials Science Forum. – 1997. – Vol. 243– 245. – P. 239–244. Scholar
62.Horita Z. et al. Superplastic forming at high strain rates after severe plastic deformation // Acta Mater. – 2000. – Vol. 48. – P. 3633–3640. DOI: 10.1016/S1359-6454(00)00182-8 Scholar
63.Horita Z., Fujinami T., Langdon T.G. The potential for scaling ECAP: effect of sample size on grain refinement and mechanical properties // Materials Science and Engineering. – 2001. – Vol. A318. – P. 34–41. DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01339-9 Scholar
64.Islamgaliev R.K. et al. Characteristics of superplasticity in an ultrafine-grained aluminum alloy processed by ECA pressing // Scripta Materialia. – 2003. – Vol. 49. – P. 467–472. DOI: 10.1016/S1359-6462(03)00291-4 Scholar
65.Islamgaliev R.K. et al. Structure and mechanical properties of strips and shapes from ultrafine-grained aluminum alloy 1421 // Metal Science and Heat Treatment. – 2009. – Vol. 51, nos. 1–2. – P. 82–86. Scholar
66.Islamgaliev R.K. et al. Superplasticity of ultrafine-grained aluminum alloy processed by ECAP and warm rolling // Materials Science Forum. – 2007. – Vols. 551-552. – P. 13-20. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.551-552.13 Scholar
67.Islamgaliev R.K. et al. The effect of alloying elements on superplasticity in an ultrafine-grained aluminum alloy // Reviews on Advanced Materials Science. – 2010. – Vol. 25. – P. 241–248. Scholar
68.Islamgaliev R.K., Yunusova N.F., Valiev R.Z. The influence of the SPD temperature on superplasticity of aluminium alloys // Materials Science Forum. – 2006. – Vols. 503-504. – P. 585-590. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.503-504.585 Scholar
69.Ivanov R. The effects of friction stir welding on the mechanical properties and microstructure of a third generation Al-Cu-Li alloy. – A thesis submitted to McGill University in partial fulfillment of the requirements of the degree of Masters in Materials Engineering, 2012. – 138 p. Scholar
70.Kablov E.N. et al. Development and application prospects of aluminum-lithium alloys in aircraft and space technology // Metallurgist. – 2021. – Vol. 65, nos. 1-2. – P. 72-81. DOI: 10.1007/s11015-021-01134-9 Scholar
71.Kaibyshev R. et al. Achieving high strain rate superplasticity in an Al-Li-Mg alloy through equal channel angular extrusion // Materials Science and Technology. – 2005. – Vol. 21, no. 4. – P. 408–418. DOI: 10.1179/174328405X36610 Scholar
72.Kaibyshev R. et al. High strain rate superplasticity in an Al-Mg-Sc-Zr alloy subjected to simple thermomechanical processing // Scripta Materialia. – 2006. – Vol. 54. – P. 2119–2124. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2006.03.020 Scholar
73.Kaibyshev R. Mechanism of low-temperature superplastic deformation in aluminum alloys containing a dispersion of nanoscale Al3(Sc,Zr) particles // Materials Science Forum. – 2016. – Vols. 838-839. – P. 150-156. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.838-839.150 Scholar
74.Kaibyshev R., Tagirov D., Mogucheva A. Cost- affordable technique involving equal channel angular pressing for the manufacturing of ultrafine grained sheets of an Al-Li-Mg-Sc alloy // Advanced engineering materials. – 2010. – Vol. 12, no. 8. – P. 735–739. DOI: 10.1002/adem.201000032 Scholar
75.Kamachi M. et al. Equal-channel angular pressing using plate samples // Materials Science and Engineering. – 2003. – Vol. A361. – P. 258–266. DOI: 10.1016/S0921-5093(03)00522-7 Scholar
76.Kawasaki M., Langdon T.G. Principles of superplasticity in ultrafine-grained materials // J Mater Sci. – 2007. – Vol. 42. – P. 1782–1796. DOI: 10.1007/s10853-006-0954-2 Scholar
77.Kawasaki M., Langdon T.G. Review: achieving superplastic properties in ultrafine-grained materials at high temperatures // J Mater Sci. – 2016. – Vol. 51. – P. 19–32. DOI: 10.1007/s10853-015-9176-9 Scholar
78.Khokhlatova L.B. et al. Aluminum-lithium alloys for aircraft building // Metallurgist. – 2012. – Vol. 56, nos. 5-6. – P. 336–341. Scholar
79.Kolobov Yu.R. et al. Superplasticity and true grainboundary sliding in Al-Mg-Li alloys produced by equal-channel angular pressing // Metall. – 2004. – No. 2. – P. 12-20. Scholar
80.Kolobov Yu.R. et al. The effect of severe plastic deformation on the structure and mechanical properties of Al-Mg-Li alloys // Russian Physics Journal. – 2002. – Vol. 45, no. 5. – P. 453–457. DOI: 10.1023/A:1021024203376 Scholar
81.Kulas M.A. et al. Deformation mechanisms in superplastic AA5083 materials // Metallurgical and materials transactions A. – 2005. – Vol. 36A. – P. 1249–1261. Scholar
82.Kulkarni G.J., Banerjee D., Ramachandran T.R. Physical metallurgy of aluminium-lithium alloys // Bull. Mater. Sci. – 1989. – Vol. 12, nos. 3-4. – P. 325–340. Scholar
83.Kumar P., Kawasaki M., Langdon T.G. Review: overcoming the paradox of strength and ductility in ultrafine-grained materials at low temperatures // J Mater Sci. – 2016. – Vol. 51. – P. 7–18. DOI: 10.1007/s10853-015-9143-5 Scholar
84.Kumar S., McShane H.B., Sheppard T. Effect of zirconium and magnesium additions on properties of Al-Li based alloy // Materials Science and Technology. – 1994. – Vol. 10. – P. 162–172. DOI: 10.1179/mst.1994.10.2.162 Scholar
85.Langdon T.G. The background to superplastic forming and opportunities arising from new developments // Solid State Phenomena. – 2020. – Vol. 306. – P. 1–8. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.306.1 Scholar
86.Lavernia E.J., Grant N.J. Aluminium-lithium alloys // Journal of materials science. – 1987. – Vol. 22. – P. 1521–1529. Scholar
87.Lee S. et al. Developing superplastic properties in an aluminum alloy through severe plastic deformation // Materials Science and Engineering A272. – 1999. – P. 63–72. DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00470-0 Scholar
88.Lee S. et al. Influence of scandium and zirconium on grain stability and superplastic ductilities in ultrafine-grained Al-Mg alloys // Acta Materialia. – 2002. – Vol. 50. – P. 553–564. DOI: 10.1016/S1359-6454(01)00368-8 Scholar
89.Li H. et al. Microstructure and texture characterization of superplastic Al-Mg-Li alloy // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2014. – Vol. 24. – P. 2079–2087. DOI: 10.1016/S1003-6326(14)63315-X Scholar
90.Liu S., Cai Y., Wu S. Low temperature superplasticity of 5083 aluminum alloy // Advanced Materials Research. – 2014. – Vols. 941-944. – P. 116–119. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.941-944.116 Scholar
91.Liu S., Wrobel J.S., LLorca J. First-principles analysis of the Al-rich corner of Al-Li-Cu phase diagram // Acta Materialia. – 2022. – Vol. 236. – P. 118129. DOI: 10.1016/j.actamat.2022.118129 Scholar
92.Liu X. et al. Superplastic deformation mechanism of an Al-Mg-Li alloy by high resolution surface studies // Materials Letters. – 2021. – Vol. 301. – P. 130251. DOI: 10.1016/j.matlet.2021.130251 Scholar
93.Liu Z. et al. Sluggish precipitation strengthening in Al-Li alloy with a high concentration of Mg // Journal of materials research and technology. – 2021. – Vol. 11. – P. 1806–1815. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.02.037 Scholar
94.Markushev M.V., Murashkin M.Yu. Phenomenology and application of low temperature and high strain rate superplasticity in aluminium alloy 1420 // Materials Science Forum. – 1999. – Vols. 304-306. – P. 261-266. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.304-306.261 Scholar
95.Mazilkin A.A., Myshlyaev M.M. Microstructure and thermal stability of superplastic aluminium-lithium alloy after severe plastic deformation // J Mater Sci. – 2006. – Vol. 41. – P. 3767–3772. DOI: 10.1007/s10853-006-2637-4 Scholar
96.Mishra R.S. et al. High-strain-rate superplasticity from nanocrystalline Al alloy 1420 at low temperatures // Philosophical Magazine A. – 2001. – Vol. 81:1. – P. 37–48. DOI: 10.1080/01418610108216616 Scholar
97.Mogucheva A.A., Kaibyshev R.O. Structure and properties of aluminum alloy 1421 after equal-channel angular pressing and isothermal rolling // The Physics of Metals and Metallography. – 2008. – Vol. 106, no. 4. – P. 424–433. DOI: 10.1134/S0031918X0810013X Scholar
98.Mogucheva A.A., Kaibyshev R.O. Ultrahigh superplastic elongations in an aluminum-lithium alloy // Doklady Physics. – 2008. – Vol. 53, no. 8. – P. 431–433. DOI: 10.1134/S1028335808080065 Scholar
99.Musin F. et al. High strain rate superplasticity in a commercial Al-Mg-Sc alloy // Scripta Materialia. – 2004. – Vol. 50. – P. 511–516. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2003.10.021 Scholar
100.Myshlyaev M. et al. EBSD study of superplastically strained Al- Mg- Li alloy // Materials Letters. – 2020. – Vol. 275. – P. 128063. DOI: 10.1016/j.mattel.2020.128063 Scholar
101.Myshlyaev M. et al. EBSD study of superplasticity: new insight into a well- known phenomenon // Journal of Alloys and Compounds. – 2022. – Vol. 898. – P. 162949. DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.162949 Scholar
102.Myshlyaev M. et al. Microstructural evolution during superplastic deformation of Al- Mg- Li alloy: dynamic recrystallization or grain- boundary sliding? // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – Vol. 936. – P. 168302. DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.168302 Scholar
103.Myshlyaev M.M. et al. Analysis of mechanisms of plastic deformation of aluminum based alloys for different temperature- velocity modes // Doklady Physics. – 2010. – Vol. 55, no. 2. – P. 64–67. Scholar
104.Myshlyaev M.M. et al. Structural state and superplasticity of an aluminum- lithium alloy subjected to equal- channel- angular pressing // The Physics of Metals and Metallography. – 2006. – Vol. 102, no. 3. – P. 328–332. DOI: 10.1134/S0031918X06090146 Scholar
105.Myshlyaev M.M., Gryaznov M.Yu., Chuvildeev V.N. Superplasticity of an aluminum- lithium 1420 alloy in various structural states // Russian Metallurgy (Metally). – 2011. – Vol. 2011, no. 9. – P. 882–888. DOI: 10.1134/S0036029511009187 Scholar
106.Myshlyaev M.M., Kamalov M.M., Myshlyaeva M.M. High strain rate superplasticity in an micrometer- grained Al- Li alloy produced by equal- channel angular extrusion // Nanomaterials by Severe Plastic Deformation. – 2005. – P. 717-721. DOI: 10.1002/3527602461. ch13c Scholar
107.Myshlyaev M.M., Mazilkin A.A., Kamalov M.M. Features of microstructure and phase state in an Al- Li alloy after ECA pressing and high strain rate superplastic flow // Nanomaterials by Severe Plastic Deformation. – 2005. – P. 734-739. DOI: 10.1002/3527602461. ch13f Scholar
108.Myshlyaev M.M., ShpeZman V.V., Kamalov M.M. On the multistage nature of deformation of the microcrystalline aluminum- lithium alloy 1420 under superplasticity conditions // Physics of the Solid State. – 2001. – Vol. 43, no. 11. – P. 2099-2104. DOI: 10.1134/1.1417187 Scholar
109.Nakashima K. et al. Development of a multi- pass facility for equal- channel angular pressing to high total strains // Materials Science and Engineering. – 2000. – Vol. A281. – P. 82-87. DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00744-3 Scholar
110.Naydenkin E.V. et al. The effect of equal- channel angular pressing on structure- phase changes and superplastic properties of Al- Mg- Li alloy // Materials Science Forum. – 2006. – Vols. 503-504. – P. 983-988. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.503-504.983 Scholar
111.Naydenkin E.V., Ivanov K.V. Characteristic features of structure evolution and phase composition of an ultrafine- grained Al- Mg- Li- Zr alloy produced by severe plastic deformation // Russian Physics Journal. – 2014. – Vol. 56, no. 9. – P. 1025-1029. DOI: 10.1007/s11182-014-0135-8 Scholar
112.Naydenkin E.V., Ivanov K.V., Rudenskii G.E. Evolution of structure and phase composition of aluminum alloy under severe plastic deformation // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 179-183. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.880.179 Scholar
113.Naydenkin E.V., Mishin I.P., Zabudchenko O.V. Thermal stability and S- phase evolution in ultrafine- grained Al- Mg- Li alloy produced by equal- channel angular pressing // Advanced Engineering Materials. – 2021. – 2100181. DOI: 10.1002/adem.202100181 Scholar
114.Nikulin I., Kaibyshev R., Sakai T. Superplasticity in a 7055 aluminum alloy processed by ECAE and subsequent isothermal rolling // Materials Science and Engineering. – 2005. – Vol. A407. – P. 62-70. DOI: 10.1016/j.msea.2005.06.014 Scholar
115.Park K.T. et al. Effect of ECAE strain on deformation behavior at low temperature superplastic regime of ultrafine grained 5083 Al alloy fabricated by ECAE // Materials Transactions. – 2004. – Vol. 45, no. 3. – P. 958-963. DOI: 10.2320/matertrans.45.958 Scholar
116.Park K.T. et al. Enhancement of high strain rate superplastic elongation of a modified 5154 Al by subsequent rolling after equal channel angular pressing // Scripta Materialia. – 2004. – Vol. 51. – P. 479-483. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2004.06.001 Scholar
117.Prabu S.B., Padmanabhan K.A. Superplasticity in and superplastic forming of aluminum- lithium alloys // Aluminum- lithium Alloys. Processing, properties, and applications, 2014. – P. 221-258. DOI: 10.1016/B978-0-12-401698-9.00008-2 Scholar
118.Prasad K.S., Prasad N.E., Gokhale A.A. Microstructure and precipitate characteristics of aluminum- lithium alloys // Aluminum- lithium Alloys. Processing, properties, and applications. – 2014. – P. 99-137. DOI: 10.1016/B978-0-12-401698-9.00004-5 Scholar
119.Prasad N.E., Gokhale A.A., Rao P.R. Mechanical behaviour of aluminium- lithium alloys // Sadhana. – 2003. – Vol. 28, Parts 1 & 2. – P. 209-246. DOI: 10.1007/BF02717134 Scholar
120.Prasad N.E., Gokhale A.A., Wanhill RJH. Aluminium- lithium alloys // Aerospace Materials and Material Technologies. – 2017. – P. 53-72. DOI: 10.1007/978-981-10-2134-3_3 Scholar
121.Rabinovich M.Kh., Markushev M.V., Murashkin M.Yu. Effect of initial structure on grain refinement to submicron size in Al- Mg- Li alloy processed by severe plastic deformation // Materials Science Forum. – 1997. – Vols. 243-245. – P. 591-596. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.243-245.591 Scholar
122.Rasposienko D.Y. et al. Multicomponent aging Al- Li- based alloys of the latest generation: structural and phase transformations, treatments, properties, and future prospects // Materials. – 2022. – Vol. 15. – P. 4190. DOI: 10.3390/mal1524190 Scholar
123.Sabirov I., Murashkin M.Yu., Valiev R.Z. Nanostructured aluminium alloys produced by severe plastic deformation: new horizons in development // Materials Science&Engineering. – 2013. – Vol. A560. – P. 1-24. DOI: 10.1016/j.msea.2012.09.020 Scholar
124.Sauvage X. et al. Grain boundary segregation in UFG alloys processed by severe plastic deformation // Advanced engineering materials. – 2012. – 7 p. Scholar
125.Shveykin A.I., Trusov P.V., Sharifullina E.R. Statistical crystal plasticity model advanced for grain boundary sliding description // Crystals. – 2020. – Vol. 10, Is. 9. – 18 p. DOI: 10.3390/cryst10090822 Scholar
126.Somani M.C. et al. Deformation processing in superplasticity regime- production of aircraft engine compressor discs out of titanium alloys // Materials Science and Engineering. – 1998. – Vol. A243. – P. 134-139. DOI: 10.1016/S0921-5093(97)00790-9 Scholar
127.Song L. et al. Experimental analysis and behaviour modelling of the deformation mechanisms of a Ti-6242S alloy under hot and superplastic forming conditions // Metals. – 2020. – Vol. 10. – P. 1599. DOI: 10.3390/met10121599 Scholar
128.Srinivasan R., Cherukuri B., Chaudhuri P.K. Scaling up of equal channel angular pressing (ECAP) for the production of forging stock // Materials Science Forum. – 2006. – Vols. 503-504. – P. 371-378. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.503-504.371 Scholar
129.Srivatsan T.S. et al. Quasi- static strength, deformation, and fracture behavior of aluminum- lithium alloys // Aluminum- lithium Alloys. Processing, properties, and applications, 2014. – P. 305-339. DOI: 10.1016/B978-0-12-401698-9.00010-0 Scholar
130.Starke E.A., Sanders T.H., Palmer I.G. New approaches to alloy development in the Al- Li system // Journal of Metals. – 1981. – Vol. 33(8). – P. 24-33. DOI: 10.1007/BF03339468 Scholar
131.Valiev R.Z. et al. Observations of high strain rate superplasticity in commercial aluminum alloys with ultrafine grain sizes // Scripta Materialia. – 1997. – Vol. 37, is. 12. – P. 1945-1950. DOI: 10.1016/S1359-6462(97)00387-4 Scholar
132.Valiev R.Z. et al. Producing bulk ultrafine- grained materials by severe plastic deformation: ten years later // JOM. – 2016. – Vol. 68. – P. 1216-1226. DOI: 10.1007/s11837-016-1820-6 Scholar
133.Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Yunusov N.F. Microstructural aspects in superplasticity of ultrafine- grained SPD alloys // Materials Science Forum. – 2004. – Vols. 447-448. – P. 411-416. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.447-448.411 Scholar
134.Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Yunusova N.F. Grain refinement and enhanced superplasticity in metallic materials // Materials Science Forum. – 2001. – Vol. 357–359. – P. 449–458. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.357-359.449 Scholar
135.Valiev R.Z., Langdon T.G. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement // Progress in Materials Science. – 2006. – Vol. 51. – P. 881–981. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2006.02.003 Scholar
136.Venkatachalam G. et al. Effect of Li and Zr addition on microstructure and mechanical properties of modified LM25 aluminium alloy // International Journal of Applied Engineering Research. – 2015. – Vol. 10, no. 50. – P. 647–651. Scholar
137.Wang Y. et al. Effects of Sc and Zr on microstructure and properties of 1420 aluminum alloy // Materials Characterization. – 2019. – Vol. 154. – P. 241–247. DOI: 10.1016/j.matchar.2019.06.001 Scholar
138.Ye L. et al. Superplastic behavior of an Al-Mg-Li alloy // Journal of Alloys and Compounds. – 2009. – Vol. 487. – P. 109– 115. DOI: 10.1016/j.jallcom.2009.07.148 Scholar
139.Yu T. et al. Impeding effect of the Al3(Er,Zr,Li) particles on planar slip and intergranular fracture mechanism of Al-3Li-1Cu- 0.1Zr-X alloys // Materials Characterization. – 2019. – Vol. 147. – P. 146–154. DOI: 10.1016/j.matchar.2018.10.023 Scholar
140.Yunusova N.F. et al. Microstructure and mechanical properties of aluminum alloy 1421 after ECAP and warm rolling // Metal Science and Heat Treatment. – 2007. – Vol. 49, nos. 3–4. – P. 135– 140. DOI: 10.1007/s11041-007-0025-6 Scholar
141.Yunusova N.F. et al. The new approach to produce Al sheets with UFG structure using SPD processing // Materials Science Forum – 2008. – Vols. 584–586. – P. 176–181. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.584-586.176 Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 6, 2023)

Показаны 12 из 13

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована: 21.12.2023
В выпуске: 21.12.2023
Выпуск: № 6 (2023)

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СТРУКТУРУ AL-LI-СПЛАВОВ И МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

Аннотация

Ключевые слова

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF ALLOYING ADDITIONS ON THE STRUCTURE OF AL-LI ALLOYS AND DEFORMATION MECHANISMS UNDER SUPERPLASTIC CONDITIONS (AN ANALYTICAL REVIEW)

Keywords

Литература

Другие статьи выпуска

Информация о статье