Влияние энергии дефекта упаковки на структуру и микротвердость чистых ГЦК металлов, полученных комбинацией методов интенсивной пластической деформации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Гимазов, Азат Альбертович

• Гимазов, Азат Альбертович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гимазов, Азат Альбертович

Введение

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Свойства материалов с малым средним размером зерен

1.1.1 Структурные особенности УМЗ и НК материалов

1.1.2 Диффузия

1.1.3 Прямое и обратное соотношение Холла-Петча

1.2 Методы получения ультрамелкозернистой и нанокристаллической структуры

1.2.1 Шаровой размол

1.2.2 Деформация кручением под высоким давлением

1.2.3 Деформация РКУ-прессованием

1.2.4 Электроосаждение

1.2.5 Высокоскоростная резка

1.2.6 Кристаллизация металлов и сплавов при охлаждении с высокой скоростью. Метод быстрой закалки

1.3 Эволюция микроструктуры при интенсивной пластической деформации

1.3.1 Сравнение методов ИПД

1.3.2 Влияние типа решетки на микроструктуру и свойства материала после ИПД

1.3.3 Влияние энергии дефекта упаковки на формирование структуры и свойств металлических материалов при ИПД

1.3.4 Структура и микротвердость материалов после обработки комбинацией методов ИПД

1.4 Постановка задачи

2 МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы исследования

2.2 Методика обработки образцов

2.2.1 Методика интенсивной пластической деформации кручением под высоким давлением

2.2.2 Методика интенсивной пластической деформации равноканальным угловым прессованием

2.2.3 Методика интенсивной пластической деформации высокоскоростной резкой

2.2.4 Получение УМЗ и НК материалов методом быстрой закалки

2.2.5 Методика получения НК никеля электроосаждением

2.2.6 Методика обработки шаровым размолом

2.2.7 Комбинация методов

2.3 Методика подготовки и аттестации материала

2.3.1 Методика измерения микротвердости

2.3.2 Методика рентгеноструктурного анализа

2.3.3 Методика аттестации структуры методами электронной микроскопии

2.3.4 Аттестация методом дифференциальной сканирующей калориметрии 59 3 ВЛИЯНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ЭДУ НА СТРУКТУРУ ПОСЛЕ КОМБИНАЦИИ МЕТОДОВ ИПД В ГЦК МЕТАЛЛАХ

3.1 Эволюция структуры чистой меди при обработке комбинацией методов ИПД

3.1.1 Зависимость свойств и микроструктуры чистой меди от методов деформации

3.1.2 Микротвердость чистой меди после обработки комбинацией методов ИПД

3.1.3 Энергия, запасенная образцами чистой меди после обработки комбинацией методов ИПД

3.2 Микроструктура и механические свойства чистого никеля, полученного ИПД

3.2.1 Поведение микротвердости чистого никеля в зависимости от методов формирования структуры

3.2.2 Микроструктура чистого никеля после деформации

3.3 Микротвердость чистого алюминия после комбинации методов ИПД

3.4 Сравнение микротвердости ГЦК металлов после ИПД и комбинации методов ИПД

3.5 Выводы по главе 3

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

103

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние энергии дефекта упаковки на структуру и микротвердость чистых ГЦК металлов, полученных комбинацией методов интенсивной пластической деформации»

Введение

В настоящее время физика твердого тела уделяет особое внимание материалам с ультрамелкозернистой (УМЗ) и нанокристаллической (НК) микроструктурой, характеризующейся средним размером зерна от 0.1 до 1 мкм и менее 100 нм соответственно. Повышенный интерес к УМЗ и НК материалам обусловлен их улучшенными физическими и механическими свойствами. Впервые концепция наноматериалов была сформулирована Глейтером [1]. Вследствие малых размеров кристаллитов такие структуры харатеризуются повышенной объемной долей межкристаллитных (межзеренных и межфазных) границ. Благодаря этой особенности, свойства материалов с УМЗ и НК структурой заметно отличаются от свойств аналогичных крупнокристаллических материалов. По сравнению с крупнокристаллическим состоянием в УМЗ и НК материалах коэффициент диффузии может увеличиваться на несколько порядков [2]. Экспериментально зафиксировано изменение тепловых и магнитных свойств: смещение температуры Дебая и точки Кюри [3], хотя данные параметры считались структурно нечувствительными.

Все виды формирования структуры с малым размером зерна можно логически разделить на два типа: методы «сверху-вниз» и «методы снизу-вверх». Интенсивная пластическая деформация (ИПД) является методом типа «сверху-вниз» - крупные зерна исходного материала заменяются в процессе деформирования на более малые. В настоящее время разработано множество способов ИПД: многократная прокатка [4], равноканальное угловое прессование (РКУП) [5, 6], кручение под высоким давлением (КВД) [2, 7], шаровой размол [8], а также опробовано множество модификаций данных методов. Исследование структуры в процессе ИПД показало, что для многих материалов, как чистых, так и многокомпонентных, пластическая деформация является эффективным методом формирования УМЗ и НК

структуры. Однако, существует ряд проблем, препятствующих созданию материалов с заранее заданными свойствами.

Одной из проблем ИПД является существование предела измельчения структуры, после достижения которого, дальнейшее воздействие не приводит к существенным изменениям размеров зерен и свойств материала, а в некоторых случаях вызывает обратные процессы, такие как возврат и рекристаллизация. То есть, при достижении предела, характер диссипации энергии пластической деформации меняется. Решение данной проблемы могут дать последовательности методов, - в работах [9, 10, 11] описаны примеры того, что возможно достижение заметного сдвига точки насыщения в область больших степеней деформации с соответствующим более длинным периодом эффективного воздействия на структуру материала.

Несмотря на большое количество работ, посвященных эволюции микроструктуры и свойств металлов и сплавов высокими степенями ИПД, очень малое количество исследований посвящено изучению материалов, деформированных комбинацией методов ИПД. Кроме того, в литературе слабо развиты модели, объясняющие наблюдаемые эффекты. В зарубежных и отечественных публикациях приводятся данные дифференциальной сканирующей калориметрии, демонстрирующие, что при различных методах ИПД концентрация дефектов кристаллической решетки (вакансий, дислокаций и границ зерен) отличаются; для комбинации методов подобных исследований не проводилось.

Для изучения эволюции структуры и свойств материала, полученного последовательностью методов ИПД, целесообразно выбрать чистые однофазные металлы с различной энергией дефекта упаковки, так как известно, что при деформации данный параметр играет важную роль.

Для определения степени влияния энергии дефекта упаковки (ЭДУ) материала на микроструктуру при одиночных методах ИПД и при использовании последовательности методов ИПД, необходимо рассмотреть чистые однофазные металлы для того, чтобы исключить влияние множества

факторов, например медь, алюминий и никель, обладающие гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решеткой.

Цель работы: Выяснение степени и характера влияния энергии дефекта упаковки на закономерности эволюции микроструктуры и микротвердости в чистых ГЦК металлах при комбинированном использовании методов интенсивной пластической деформации.

Научная новизна.

1. Показано, что при использовании комбинаций методов ИПД (например, последовательность равноканального углового прессования, высокоскоростной резки и кручения под высоким давлением) полученные УМЗ структуры ГЦК металлов обладают большей долей болыпеугловых границ зерен, меньшим размером зерна, и, соответственно, большей микротвердостью, чем при одиночном использовании любого из методов. Однако к существенным сдвигам предела измельчения зерен комбинации методов ИПД не приводят. Предложена модель формирования микроструктуры, объясняющая образование различающейся микроструктуры и микротвердости в чистой меди после одиночных методов ИПД и их комбинаций .

2. Подтверждена справедливость соотношения Холла-Петча для никеля и меди после обработки комбинацией методов ИПД в интервале размеров зерен от 0.1 до 1 мкм

3. Получена феноменологическая зависимость микротвердости ГЦК металлов от энергии дефекта упаковки, модуля сдвига, температуры плавления и степени деформации. В частности, показано, что показатель деформационного упрочнения металлов, входящий в соотношение Холломона, монотонно убывает с увеличением значения ЭДУ. Поэтому для металлов с различной ЭДУ при одной и той же степени деформации достигается различная степень упрочнения, и,

наоборот, для достижения одной и той же твердости (или прочности) необходимо приложить различные степени деформации.

Практическая значимость. Знание механизма формирования микроструктуры позволяет подобрать наилучшую комбинацию методов ИПД для получения меньшего размера зерна в обработанном материале.

Подтверждение справедливости соотношения Холла-Петча дает возможность оценивать либо механические свойства, либо параметры микроструктуры в заданных диапазонах микротвердостей и размеров зерен.

Полученная феноменологическая зависимость микротвердости чистых металлов как функция степени деформации и энергии дефекта упаковки позволяет предсказывать механическое поведение деформируемых материалов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Утверждение, что при определенных комбинациях методов ИПД возможно получение УМЗ микроструктуры с меньшим размером зерна, большей долей БУГ и повышенным уровнем микротвердости по сравнению с одиночными методами ИПД.

2. Доказательство достоверности соотношения Холла-Петча как инструмента оценки размера зерна по микротвердости для меди и никеля в интервале размеров зерен от 0.1 до 1 мкм после комбинации методов ИПД.

3. Феноменологическая зависимость изменения микротвердости чистых ГЦК металлов от степени деформации и энергии дефекта упаковки.

Диссертационная работа выполнялась в рамках государственной комплексной программы фундаментальных исследований проблем машиностроения, механики и процессов управления РАН (№ гос. per.

01200703959), гранта РФФИ 05-03-32233-а «Фундаментальные основы создания новых материалов методами интенсивной пластической деформации» и международного проекта EU MCRTN-CT-2003-504692 «Ductilisation of Bulk Metallic Glasses (BMGs) by Length-scale Control in BMGs Composites and Applications»

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях и симпозиумах: международный симпозиум BNM-2007 (Уфа, Россия, 2007), «ISMANAM-2005» (Париж, Франция, 2005), пятый международный симпозиум Ultrafine-Grained Materials (Новый Орлеан, США, 2008), четвертая международная конференции Bulk Metallic Glasses, (Гатлинбург, США); на семинарах ИПСМ РАН.

Вклад автора. Соискатель лично проводил измерение микротвердости, дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК), структурные исследования, включая оптическую металлографию, электронную растровую и просвечивающую микроскопию (РЭМ и ПЭМ), рентгеноструктурный анализ (РСА), а также принимал непосредственное участие в интерпретации данных и в обсуждении результатов экспериментов, подготовке и написании статей.

Достоверность результатов диссертационной работы обусловлена использованием нескольких независимых методов исследования структуры и свойств материала, таких как оптическая металлография, растровая и просвечивающая электронная микроскопия, рентгеноструктурные исследования, дифференциальная сканирующая калориметрия, измерение микротвердости. Анализ экспериментальных результатов выполнен на основе современных представлений о деформационном поведении материалов. Достоверность полученных результатов также подтверждается публикацией основных результатов работы в реферируемых научных журналах.

Публикации. Основное содержание диссертации представлено в 4 публикациях (тезисы конференций не включены в список), из них 3 в международных изданиях, включенных в перечень журналов ВАК. Список публикаций представлен в конце диссертации. Кроме того, имеются 4 публикации, близкие по тематике к данной работе, которые также приводятся в списке.

Структура и объем диссертации.

В первой главе описаны основные методы получения УМЗ и нано структуры в металлах и сплавах. Рассмотрена эволюция структуры при пластической деформации. Описаны процессы, происходящие в материале при ИПД, рассмотрены факторы, влияющие на процесс. Рассмотрено влияние ЭДУ на структуру материала, формирующуюся в ходе ИПД. Согласно литературным данным, ЭДУ влияет на количество двойниковых границ, образующихся при ИПД и при последующем отжиге, на размер ОКР и плотность дислокаций после ИПД, также прослеживается влияние ЭДУ на текстуру материала после ИПД. Представлен обзор особенностей УМЗ и нано структурных материалов. Рассмотрено прямое и обратное соотношение Холла-Петча.

Во второй главе описаны материалы и методы исследования, а также методики, использованные для анализа экспериментальных данных.

В третьей главе исследована микротвердость чистой меди, никеля и алюминия в зависимости от методов формирования структуры. Методами ПЭМ и РСА исследована микроструктура чистых металлов. Определены доли накопленной энергии пластической деформации в различных типах дефектов решетки: вакансиях, дислокациях, границах зерен. На основе модели динамической рекристаллизации дано объяснение преимущества комбинации методов пластической деформации над одиночными методами.

Благодарности

Прежде всего, хочу поблагодарить своего научного руководителя, Александра Петровича Жиляева и сотрудников: Анатолия Ивановича Пшеничнюка, Валерия Николаевича Даниленко, Айрата Ахметовича Назарова, Утяшева Фарида Зайнуллаевича. Отдельно хочу поблагодарить маму и папу, Люцию Загитовну и Альберта Акмалтдиновича, за непрерывную моральную поддержку, и мою жену, Диану Айратовну, за самоотверженный труд в тылу.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Свойства материалов с малым средним размером зерен

Отличительной особенностью ультрамелкозернистых (УМЗ) нанокристаллических (НК) материалов является то, что значительная часть объема приходится на границы зерен, тройные и четверные (квадрупольные) стыки. Причем доля границ зерен растет с уменьшением размеров зерен. Таким образом, эффекты пренебрежимо малые в крупнокристаллическом состоянии становятся определяющими для свойств УМЗ и НК материалов. Схематическое двумерное представление структуры НК материала дано на рис. 1.1

Все НК и УМЗ материалы можно классифицировать по структурному признаку и компонентному составу в различные семейства (рис. 1.2) [12]. В зависимости от принадлежности семейству материалы могут демонстрировать специфические особенности, однако обобщая экспериментальные данные приведенные в литературе можно, в общем, охарактеризовать класс УМЗ и НК материалов следующими отличительными качествами:

1. Высокая прочность и относительно высокая пластичность

2. Улучшенные магнитные свойства

3. Улучшенные диффузионные свойства при комнатной температуре

Рис. 1.1 Схематическое изображение структуры НК материала

Семейства наноматериалов

состав кристаллитов

Форма1 кристаллитов

Одинаковый

Различный для разных кристаллитов

(XI

о с; те

О.

Ф

I-

Г5

О те

О.

о ф

I-

Плоские кристаллиты

Удлиненные кристаллиты

К Л

Равноосные кристаллиты

л: £

* ¡8 Ж «1

я ®

Различный для границ и кристаллитов

Кристаллиты внедренные в матрицу с отличным хим. составом

Рис. 1.2 Классификация УМЗ и нано материалов [12].

1.1.1 Структурные особенности УМЗ и НК материалов

Многочисленные исследования [13, 14, 15, 16] показали существенные отличия НК и УМЗ материалов от крупнокристаллических на уровне микроструктуры. Так среднеквадратичные напряжения в НК материалах значительно выше, чем в обычных поликристаллах. Внутренние напряжения достигающие значений я 1% наблюдались в НК №3А1, приготовленного методом ИПД [13]. В НК селене, полученном кристаллизацией из расплава, внутренние напряжения составили 0,2-0,7% для размеров зерен от 60 до 10 нм [14]. Относительно высокие внутренние напряжения были обнаружены и в нанокристаллах, приготовленных другими методами [15, 16]. В отличие от крупнозернистых материалов упругие напряжения в НК материалах анизотропны. Обычно они имеют максимум вдоль направления <100> и минимум вдоль <111> [14]. Еще одной важной особенностью полей напряжений является увеличение их величины с уменьшением размера зерна. Анализируя экспериментальные данные, авторы [15] показали, что величина микронапряжений е; обратно пропорциональна размеру зерен й.

Происхождение таких высоких внутренних напряжений в нанокристаллах пока полностью не выяснено. Они могут возникать из различных источников в зависимости от метода приготовления.

Поскольку границы занимают значительную объемную долю в наноматериалах, то структура границ самым непосредственным образом влияет на их свойства. Было проведено множество исследований с целью выяснить отличия атомной структуры ГЗ в нанокристаллах от обычных, крупнозернистых материалов. Поскольку структура нанокристаллов зависит от способа их приготовления [17, 18], рассматривать структуру необходимо для каждого метода получения отдельно.

Электронно-микроскопические наблюдения УМЗ и НК материалов, полученных методом ИПД, показывают, что сразу после приготовления границы находятся в неравновесном состоянии [5,19], что говорит о высокой плотности внесенных дислокаций в ГЗ. Такие границы обладают избыточным свободным объемом [20], который также уменьшается, главным образом, благодаря релаксации неравновесных ГЗ. В работе [21] показано, что в свежеприготовленных образцах координационное число уменьшается. Авторы объясняют этот факт очень большой концентрацией (около 1%) вакансий. Таким образом, из вышесказанного следует, что ГЗ в нанокристаллах, полученных деформационным путем, находятся в неравновесном состоянии.

Методами рентгеноструктурного анализа было показано, что свежеприготовленные методом компактирования и отожженные нанокристаллы палладия имеют различные дифракционные спектры отражения [22]. Это говорит о том, что ГЗ в свежеприготовленных НК материалах обладают неравновесной структурой, которая при отжиге релаксирует к равновесной. Этот вывод подтверждается данными дифференциально-сканирующей калориметрии в нанокристаллах, полученных различными методами. В НК платине, приготовленной методом газовой конденсации, наблюдаются два пика высвобождения энтальпии при 200°С и 500°С [23]. Второй пик соответствует росту зерен, в то время как первый связывают с релаксационными процессами, имеющими место при постоянном размере зерен. Похожее двухстадийное высвобождение энергии в процессе калометрических экспериментов наблюдалось и в РЖ рутении и сплаве AlR.ii, полученных деформацией в шаровой мельнице [24] и в №3А1 и меди, полученных методом ИПД [13,25].

Свободный объем является наиболее общим, но не единственным дефектом, характерным для неравновесной зернограничной структуры нанокристаллов, полученных кристаллизацией из расплава. В работе [26] было показано, что чем больше избыточный объем границы, тем большей энергией

она обладает. Такие ГЗ могут перейти в равновесное состояние при отжиге, когда диффузия вдоль границ облегчена и, таким образом, свободный объем может релаксировать.

1.1.2 Диффузия.

Эффективный коэффициент диффузии поликристалла <£)> определяется усреднением решеточного и зернограничного Д, коэффициентов по объему кристалла в соответствии с объемными долями компонентов. Этот коэффициент также намного выше в НК материалах по сравнению с крупнозернистыми. Энергия активизации зернограничной диффузии в наноматериалах при этом значительно ниже и близка к энергии активизации поверхностной диффузии.

В работах [27, 28] было проведено систематическое изучение зернограничной диффузии в нанокристаллах, полученных методами компактирования и ИПД, и показана ее зависимость от таких факторов как предварительный отжиг, время диффузионного отжига и др. Оказалось, что диффузионная проницаемость ГЗ в НК материалах равна или несколько выше, чем в обычных ГЗ. Это было объяснено равновесным характером ГЗ в образцах благодаря тому, что в условиях эксперимента при слегка повышенных температурах в ГЗ шел процесс релаксации [29]. Релаксация в ГЗ при температурах диффузионного эксперимента протекает с уменьшением свободного объема [27] и внутренних напряжений [15]. Вообще говоря, существует корреляция между релаксацией зеренной структуры и изменением коэффициента зернограничной диффузии. И, хотя эксперименты показывают прямую связь между неравновесной структурой ГЗ, свободным объемом и коэффициентом зернограничной диффузии, механизмы, приводящие к

увеличению коэффициента диффузии в неравновесных ГЗ, остаются пока еще до конца не выясненными.

Одна из моделей, объясняющая высокое значение Д, в НК материалах, основана на рассмотрении диффузии под напряжением [30]. В нанокристаллах, полученных методом ИПД, тройные стыки являются источниками внутренних напряжений, которые могут влиять на зернограничную диффузию двумя способами. Во-первых, гидростатические напряжения а=сти могут увеличивать коэффициент диффузии. Во-вторых, стыковые дисклинации создают градиент напряжений, который вызывает дополнительную движущую силу для диффузии вакансий. Оценки, сделанные в работе [30] показали, что в НК палладии деформационного происхождения отношение <£»/Д может принимать значения до 100. В работе [31] была предпринята попытка объяснить высокую диффузионную проницаемость ГЗ в НК материалах, основываясь на том, что при переползании дислокаций эффективная энергия образования вакансий уменьшается. В результате авторы [31] пришли к выводу, что коэффициент зернограничной диффузии вблизи переползающих дислокаций может на 5 порядков быть больше чем в равновесных ГЗ.

1.1.3 Прямое и обратное соотношение Холла-Петча.

Зависимость предела текучести материала ау от размера зерен d подчиняется хорошо известному соотношению Холла-Петча (ХП) [32, 33]:

<5y(d) = vQ+kyd-X12, (1.18)

где а о напряжение трения, а ку константа материала. В работе [34] показано, что твердость Ну связана с пределом текучести соотношением: Ну- Зау. Поэтому в широком диапазоне размеров зерен микротвердость также удовлетворяет соотношению ХП:

Hv(d) = H0+kHd~i/2. (1.19)

Согласно уравнению (1.18) уменьшение d от 30 мкм до 30 нм привело бы к увеличению ау в 33 раза. Однако измерения показали, что твердость нанокристаллов превышает твердость крупнозернистых материалов менее чем в 10 раз [35]. Измерения твердости нанокристаллов показали, что соотношения (1.18) и (1.19) нарушаются, когда размер зерен становится менее 100 нм. Следует отметить, что наклон соотношения ХП для нанокристаллов меньше, чем для обычных крупнозернистых материалов.

Экспериментальные данные о зависимости микротвердости от размера зерен в нанометровом интервале весьма противоречивы. В работе [36] была измерена микротвердость НК меди и палладия, полученных компактированием и показано, что при d < 10 нм имеет место обратный ход зависимости ХП, то есть кн < 0, или с уменьшением d наблюдается разупрочнение. Подобная зависимость ХП наблюдалась и в нанокристаллах сплава Ni-P, полученных кристаллизацией из аморфного состояния [37]. В то же время другие исследования приводят прямо к противоположному результату: с уменьшением размера зерен микротвердость растет. Согласно некоторым данным, наклон зависимости (1.19) сохраняется вплоть до размеров зерен 12 нм [38], но в основном эксперименты показывают существенное уменьшение коэффициента кн или даже наличие плата при малых размерах зерен [39, 40].

Анализ показывает, что в случаях, когда наблюдалось аномальное соотношение ХП, размер зерен изменялся путем последовательного отжига одних и тех же образцов. Если же микротвердость измерялась на образцах, полученных одним и тем же методом без последующего отжига, наблюдалось нормальное соотношение ХП. Сильное влияние отжига на микротвердость продемонстрировано в работе [41]: образцы НК палладия с размером зерен 18 нм после отжига в течение 1,5 часа при 300 К имеют микротвердость на 50% более высокую, чем свежеприготовленный образец с размером зерен 15 нм. Последнее, несомненно, является следствием существенного влияния на

микротвердость нанокристаллов пористости, релаксации ГЗ и внутренних напряжений при отжиге.

Анализ, проведенный в работе [42], показал, что случайные внутренние напряжения могут значительно уменьшить предел текучести и микротвердость поликристаллов. Это происходит благодаря тому, что внутренние напряжения изменяют критическое напряжение сдвига, необходимое для скольжения ГЗ. Случайные внутренние поля напряжений могут быть вызваны дефектами дислокационного и дисклинационного типов случайно распределенных в ГЗ и стыках. Эти дефекты образуются в нанокристаллах в процессе приготовления и аннигилируют в течение последующего отжига. Поэтому нарушение соотношения ХП, часто наблюдаемое в НК материалах, объясняется не только чисто размерным эффектом, но также и влиянием внутренних напряжений.

В последнее время активно разрабатываются модели, описывающие особенности механического поведения УМЗ и НК материалов и объясняющие аномалии в зависимости Холла-Петча. Одной из первых можно считать феноменологическую композиционную модель [43], в которой деформационные свойства наноматериалов выводятся из правила смесей внутризеренной и зернограничной фаз. В работе [44] отклонение свойств объясняется на основе влияния малости зерна на образование дислокационных скоплений. Механизм микропроскальзывания по зернограничным прослойкам с измененным строением предлагается в [45]. Еще в работе [43] была высказана гипотеза об особой роли дисклинации в НМ, приводящей к логарифмическому вкладу в зависимость деформирующего напряжения от размера зерна. В работе [46] предполагается, что трансляционная (дислокационная) деформация реализуется в основном по границам зерен, а ротационная (дисклинационная) -за счет согласованных процессов, охватывающих как внутреннюю часть зерна (кооперативное скольжение полных и частичных дислокаций), так и границы зерен (кооперативная зернограничная диффузия). Данная модель предлагает

следующую формулу для связи критического напряжения тс необходимого для локализованного сдвига в зерне размером с1\

вь

(

Тс =

1п

0.4со/

Л

2Я(\-У)<Л

где в - модуль сдвига, V - коэффициент Пуассона, Ъ - вектор Бюргерса дислокации, ос - параметр учитывающий вклад дислокации в энергию дислокационного диполя, Для решеточных дислокаций параметр а может принимать значения от 0.5 (металлы) до 4 (ковалентные металлы) в зависимоти от типа химической связи и симметрии кристалла [47]. Вид кривых определяемый данной зависимостью приведен на Рис. 1.3:

Ь

10 20 30 40 50 60 (1, шп

0.2 0.4 0.6 0.8

<Г1/2, пт~ш

Рис. 1.3 Кривая, отображающая прямую и обратную часть кривой зависимости

Холла-Петча. Иллюстрация из [47]

Соотношение Холла-Петча является очень важным инструментом отслеживания структурных изменений происходящих в материале, верность которого во многих случаях позволяет считать структуру материала неизменной или измененной незначительно при неизменных механических характеристиках материала, т.к. микротвердость и предел прочности. Однако, остается неопределенным насколько верно данное соотношение для размеров зерен от 1000 до 100 нм, что требует экспериментальной проверки.

1.2 Методы получения ультрамелкозернистой и нанокристаллической структуры

В основе методов получения ультрамелкозернистых (УМЗ) и нанокристаллических (НК) материалов, свободных от загрязнения и пористости, лежит использование больших пластических деформаций для формирования сильно фрагментированной и разориентированной микроструктуры. Для достижения больших деформаций используются различные методы: кручение под высоким квазигидростатическим давлением, равноканальное угловое прессование, всесторонняя ковка и другие. Сущность этих методов заключается в многократной пластической деформации сдвига обрабатываемых материалов, при которых достигается истинная логарифмическая степень деформации £-4-7. При этом, наряду с уменьшением среднего размера зерен удается получить практически беспористые образцы. Примеры методик получения УМЗ и НК структуры:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гимазов, Азат Альбертович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Gleiter, Н. Deformation of Polycrystals / H. Gleiter // Proc. of 2nd RISO Symposium on Metallurgy and Materials Science. Roskilde, RISO Nat. Lab., 1981.- P.15.

2. Зернограничная диффузия и свойства нанокристаллических материалов / Ю.Р. Колобов, Р.З. Валиев, Г.П. Грабовецкая, А.П. Жиляев и др. -Новосибирск: Наука, 2001. - 232 с.

3. Mulyukov, Kh.Ya. Grain boundaries and saturation magnetization in submicron grained nickel / Kh.Ya. Mulyukov, S.B. Khaphizov, R.Z. Valiev // Phys. Stat. Sol. (a). - 1992.-Vol.133.- P.447.

4. Dinda, G.P. Synthesis of bulk nanostructured materials by repeated cold-rolling / G.P. Dinda, H. Rosner, G. Wilde // Mater. Sci. Eng. A. - 2005. - Vol. 410-411. -P. 328-331.

5. Valiev, R. Z. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation / R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov // Prog. Mater. Sci. - 2000. -Vol.5.-№2.-P. 103-189.

6. Valiev, R.Z. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement / R.Z. Valiev, T.G. Langdon // Prog. Mater. Sci. - 2006. -Vol.51.-№7.-P. 881-981.

7. Zhilyaev, A.P. Using high-pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications / A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon // Prog. Mater. Sci. - 2008. -Vol.53. -No 6.- P. 893-979.

8. Koch, С. C. Materials synthesis by mechanical alloying / C.C. Koch // Ann. Rev. Mater. Sci. - 1989. - Vol. 19. - P. 121-143.

9. Microstructures and mechanical properties of pure copper deformed severely by equal-channel angular pressing and high pressure torsion / N. Lugo, N. Llorca, J.M. Cabrera, Z. Horita // Materials science and engineering. - A. - 2008. - N 1-2.-Vol.477.-P. 366-371.

10. Microstructural characterization of ultrafine-grained nickel / A.P. Zhilyaev, J.Gubicza, G.Nurislamova, A.Révész, S.Surinach, M. D. Barô, T.Ungâr // Phys. Stat. Sol. (a). - 2003. - Vol. 198. - №2. - P.263-271.

11. Mulyukov, R.R. Influence of the deformation method on nickel's coercivity and structure / R.R. Mulyukov, K.A. Valeev, N.A. Akhmadeev // NanoStructured Materials. - 1995. - Vol. 5. - No. 4. - P. 449-455.

12. Gleiter, H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure / H. Gleiter //Acta Mater. - 2000. - Vol. 48. - № 1. - P. 1-29.

13. Microstructures and hardness of ultrafine-grained Ni3Al / J. Janguiillaume, F. Chmelik, G. Kapelski, F. Bordeaux, A.A. Nazarov, G. Canova, C. Esling, R.Z. Valiev, B. Baudelet // Acta Metall. Mater. - 1993. - Vol. 41. - P.2953-2962.

14. Zhao, Y.H. Structure characteristics of nanocrystalline element selenium with different grain sizes / Y.H. Zhao, K. Zhang, K. Lu // Phys. Rev. B. - 1997. -Vol.56. -P.14322-14329.

15. Reimann, K. Distribution of internal strains in nanocrystalline Pd studied by x-ray diffraction / K. Reimann, R. Wurschum // J. Appl. Phys. - 1997. - Vol.81. -P.7186.

16. Weissmuller, J. Atomic structure of nanocrystalline metals studied by diffraction techniques and EXAFS / J. Weissmuller, J. Loffler, M. Kleber // Nanostructured Materials. - 1995. - Vol. 6. - No 1-4. - P. 105-114.

17. Loffler, J. Grain-boundary atomic structure in nanocrystalline palladium from x-ray atomic distribution functions / J. Loffler, J. Weissmuller // Phys. Rev. B. -1995. - Vol.52. -No.10. -P.7076-7093.

18. Boscherini, F. Determination of local structure in nanophase palladium by x-ray absorption spectroscopy / F. Boscherini, S. de Panfilis, J. Weissmuller // Phys. Rev. B. - 1998. - Vol.57. - No.6. - P.3365-3374.

19. Valiev, R.Z. Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation / R.Z. Valiev, A.V. Korznikov, R.R. Mulyukov // Materials Sci. Eng. A. - 1993. - Vol.168. - P.141.

20. Musalimov, R.Sh. Dilatometric analysis of aluminium alloy with submicrometre grained structure / R.Sh. Musalimov, R.Z. Valiev // Scripta Metall. Materialia. -1992.-Vol.27.-P. 1685.

21. Бабанов, Ю.А. Рентгеноспектральное исследование ближнего порядка в субмикрокристаллической меди, полученной с помощью больших пластических деформаций/ Ю.А. Бабанов, JI.A. Благинина, P.P. Мулюков, Р.Ш. Мусалимов, В.Р. Швецов, А.В. Ряжкин, А.Ф. Сидоренко, Н.В. Фадюшина // Физика металлов и металловедение . - 15/12/1998 . - Т. 86, N 6 . - С.47-52.

22. Local structure and size effects in nanophase palladium: an x-ray absorption study / S. De Panfilis, F. D'Acapito, V. Haas, H. Konrad, J. Weissmuller, F. Boscherini // Phys. Lett. A. - 1995. - Vol.207. - P.397.

23. Tschope, A. Thermodynamics of nanociystalline platinum / A. Tschope, R. Birringer // Acta Metall. Materialia. - 1993. - Vol.41. - P.2791.

24. Structural and thermodynamic properties of heavily mechanically deformed Ru and AlRu / E. Hellstern, H.J. Fecht, Z. Fu, W.L. Johnson // J. Appl. Phys. - 1989. -Vol.65.-P.305-310.

25. Mulyukov, R.R. Structure and physical properties of submicrocrystalline metals prepared by severe plastic deformation / R.R. Mulyukov, M.D. Starostenkov // Acta Materialia Sinica. - 2000. - Vol.13. - P.301.

26. Sutton, A.P. Interfaces in crystalline materials / A.P. Sutton, R.W. Balluffi. -Oxford: Clarendon Press, 1995.- P. 819.

27. Wiirschum, R. Interfacial free volumes and atomic diffusion in nanostructured solids/ R. Wiirschum, H.-E. Schaefer // Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications, Edelstein A.S. and Cammarata R.C., Eds. - Inst. Physics Publ., Bristol. - 1996. - chap.II.

28. Tracer diffusion and crystallite growth in ultra-fine-grained Pd prepared by severe plastic deformation / R. Wiirschum, A. Kubler, S. Gruss, P.

Scharwaechter, W. Frank, R.Z. Valiev, R.R. Mulyukov, H.-E. Schaefer // Ann.de Chim.- Sei. Des Mat. (Fr.). - 1996. - Vol.21. - P.471-482.

29. Wiirschum, R. Diffusion in nanocrystalline materials / R. Wiirschum, U. Brossmann, H.E. Schaefer // Nanostructured Materials Processing, Properties and Potential Applications, chap.7/ ed. Koch, C.C. - William Andrew, New York, 2001.

30. Nazarov, A.A. Internal stress effect on the grain boundary diffusion in submicrocrystalline metals / A.A. Nazarov // Philos. Mag. Lett. - 2000. - Vol.80. -P.221.

31. Ovid'ko, I.A Effects of transformations of grain boundary defects on diffusion in nanocrystalline materials / I.A. Ovid'ko, A.B. Reizis, R.A.Masumura // Materials Phys. Mech. - 2000. - Vol.1. - P. 103.

32. Hall, E.O. Deformation and ageing of mild steel / E.O. Hall // Proc. Phys. Soc. -1951. - Vol.64. -P.747.

33. Petch, N.J. The cleavage strength of polycrystals / N.J. Petch // J. Iron Steel Inst. - 1953.-Vol.174.-P.25.

34. Tabor, D. The Hardness of Metals / D. Tabor. - Clarendon Press, Oxford, 1951. -P.175.

35. Siegel, R.W. Cluster-assembled nanophase materials / R.W. Siegel // Annu. Rev. Materials Sei. -1991. - Vol.21. - P.559.

36. On the validity of the Hall-Petch relationship in nanocrystalline materials / A.H. Chokshi, A. Rosen, J. Karch, H. Gleiter // Scripta Metall. - 1989. - Vol.23. -No.10. - P.1679-1684.

37. Lu, K. Microhardness and fracture properties of nanocrystalline Ni-P alloy / K. Lu, W.D. Wei, J.T. Wang // Scripta Metall. Materialia. - 1990. - Vol.24. - P.2319.

38. Hall-Petch strengthening for the microhardness of twelve nanometer grain diameter electrodeposited nickel / G.D. Hughes, S.D. Smith, C.S. Pande, H.R. Johnson, R.W. Armstrong // Scripta Metall. - 1986. - Vol.20. - No.l. - P.93-97.

39. Jang, J.S.C. The Hall-Petch relationship in nanocrystalline iron produced by ball milling / J.S.C. Jang, C.C. Koch // Scripta Metall. Materialia. - 1990. - Vol.24. -P. 1599.

40. Deviations from Hall-Petch behaviour in as-prepared nanocrystalline nickel / A.M. El-Sherik, U. Erb, G. Palumbo, K.T.Aust // Scripta Metall. Mater. - 1992. -Vol.27.-No.9.-P.l 185-1188.

41. Weertman, J.R. Plastic deformation of nanocrystalline metals / J.R. Weertman, P.G Sanders. // Solid State Phenomena. - 1994. - Vol.35-36. - P.249.

42. The role of internal stresses in the deformation behaviour of nanocrystals / A.A. Nazarov, A.E. Romanov, R.Z. Valiev, B. Baudelet // Strength of materials. -1994. - P.877-879.

43. On the yield stress of nanocrystals / V.G. Gryaznov, M.Yu. Gutkin, A.E. Romanov, L.I. Trusov // J. Mater. Sci. - 1993. - Vol.28. - P. 4359-4365.

44. Pande, C.S. Pile-up based hall-petch relation for nanoscale materials / C.S. Pande, R.A. Masumura, R.W. Armstrong // Nanostr. Mater. - 1993. - Vol.2. - P. 323-331.

45. Поздняков, В.А. Структурные механизмы пластической деформации нанокристаллических материалов / В.А. Поздняков, A.M. Глейзер // ФТТ. -2002. - Т. 44. - В.4. - С. 705-710.

46. Колесникова, A.JI. Дислокационно-дисклинационные трансформации и обратный эффект Холла -Петча в нанокристаллических материалах / А.Л. Колесникова, И.А. Овидько, А.Е. Романов // Письма в ЖТФ. - 2007. - ТЗЗ. вып. 15. - С. 26-33.

47. Hirth, J.P. Theory of Dislocations/ J.P. Hirth, J. Lothe. - New-York: John Willey & Sons, 1982.

48. Nanocrystalline materials an approach to a novel solid structure with gas-like disorder? / R. Birringer, H. Gleiter, H.P.Klein, and P. Marquardt. // Phys. Lett. A. - 1984. - Vol. 102. - P. 356-369.

49. Koch, С. С. The synthesis and structure of nanocrystalline materials produced by mechanical attrition: A review / С. C. Koch // Nanostruct. Mater. - 1993. - Vol. 2.-P. 109-129.

50. Observations of low-temperature superplasticity in electrodeposited ultrafine grained nickel / S. X. McFadden, A. P. Zhilyaev, R. S. Mishra, A. K. Mukherjee // Mater. Lett. - 2000. - Vol. 45. - № 6. - P. 345-349.

51. The influence of composition and low temperature annealing on hardness and ductility of rapidly solidified Al-Ni-Ce alloys / M. A. Munoz-Morris, S. Surinach, L. K. Varga, M. D. Baro, D. G.Morris // Scripta Mater. - 2002. - Vol. 47. - P. 31-37.

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

53. Severe plastic deformation of copper by machining: Microstructure refinement and nanostructure evolution with strain / S. Swaminathan, T.L. Brown, S. Chandrasekar, T.R. McNelley, W.D. Compton // Scripta Mater. - 2007. - V.56. №12. -P.1047-1050.

54. Benjamin, J. S. Mechanical Alloying / J. S. Benjamin // Sci. Am.. - 1976. - Vol. 234.-P.40.

55. Murty, B.S. Novel materials synthesis via mechanical alloying / B.S.Murty, S. Ranganathan. // Int. Mater. Rev. - 1998. - Vol. 43. - P. 101-141.

56. Suryanarayana, C. Mechanical alloying and milling / C. Suryanarayana // Prog. Mater. Sci. - 2001. - Vol. 46. - P.1 -184.

57. Fecht, H. J. Nanostructured Materials and Composites Prepared by Solid State Processing / H. J. Fecht // Nanostructured materials: Processing, Properties and Potential applications, edited by C. C.Koch. - Noyes publications, New York 2002. - P.73-113.

58. Fecht, H. J. Nanostructure formation by mechanical attrition / H. J. Fecht // Nanostruct. Mater. - 1995. - Vol. 6. - P. 33-42.

59. Пластическая деформация твердых тел под давлением/ Р.И. Кузнецов, В.И. Быков, В.В.Чернышев, В.П. Пилюгин, Н.А. Ефремов, В.В. Пошеев. -Свердловск: ИФМ УНЦ РАН. Препринт, 1982. - 4/85с.

60. Жорин, В.А. Дробление кристаллов в процессе пластического течения при высоком давлении / В.А. Жорин, Д.П. Шашкин, Н.С. Ениколопян // ДАН СССР. - 1984. - Т. 278. - № 1. - С.144-147.

61. Бриджмен, П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрыва/ П.В. Бриджмен. - М.: Иностранная литература, 1955. - 444с.

62. Особенности низкотемпературной рекристаллизации никеля и меди / Н.А. Смирнова, В.И. Левит, В.П. Пилюгин, Р.И. Кузнецов, М.В. Дегтярев // ФММ. - 1986. - Т. 62. - № 3. - С. 566-570.

63. Perevezentsev, V.N. The theory of structural superplasticity—I. The physical nature of the superplasticity phenomenon / V.N. Perevezentsev, V.V. Rybin, V.N. Chuvildeev // Acta metall. mater. - 1992. - Vol. 40. - P. 887-894.

64. Efros, B.M. Phase Transformations in Ultrafine Grained Fe and Fe-Mn Alloys / B.M. Efros, Pilyugin V.P., Patselov A.M., Beygelzimer Y.Y., Efros N. B. // Ultrafine Grained Materials II ed. Zhu, Y. Т., Langdon, T. G., Mishra, R. S., Semiatin, S. L., Saran, M. J., Lowe, Т. C. - Warrendale, PA: The Minerals, Metals and Materials Society. - 2002. - P. 193-197.

65. Polakowski, N. H. Strength and structure of engineering materials / N. H. Polakowski, E.J. Ripling. - Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J, 1966. - p. 302314

66. Kim, H. S. Finite element analysis of high pressure torsion processing / H.S. Kim // J. Mater. Process. Techn. - 2001. - Vol. 113. - P. 617-621.

67. Structure and deformaton behaviour of Armco iron subjected to severe plastic deformation / R. Z. Valiev, Yu.V. Ivanisenko, E. F. Rauch, B. Baudelet // Acta Mater. - 1996. - Vol. 44. - P. 4705-4712.

68. Experimental parameters influencing grain refinement and microstructural evolution during high-pressure torsion / A. P. Zhilyaev, G. V. Nurislamova, K.

Bae-Kyun, M. D. Baro, J. A. Szpunar, T. G. Langdon // Acta Mat. - 2003. -Vol. 51.-P. 753-765.

69. Mishra, R. S. Fully dense nanocrystalline nickel by severe plastic deformation consolidation / R. S. Mishra, R. Z. Valiev, A. K. Mukherjee // Materials Sci. Forum. - 1996. - Vol. 225-227. - P. 605-610.

70. Пластическая обработка металлов простым сдвигом / В. М. Сегал, В. И. Резников, А. Е. Дробышевский, В. И. Копылов // Известия АН СССР. Металлы. - 1981. -№1.-С. 115-120.

71. Процессы пластического структурообразования металлов/ В.М. Сегал, В.И. Резников, В.И. Копылов, Д.А. Павлик. - Минск: Навука i тэхшка, 1994. -232с.

72. An investigation of microstructural evolution during equal-channel angular pressing / Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto and T.G. Langdon // Acta Mater. -1997. - Vol. 45. - P. 4733-4741.

73. Estimating the equivalent strain in equal-channel angular pressing / T. Aida, K. Matsuki, Z. Horita, T. G. Langdon // Scripta Mater. - 2001. - Vol. 44. - P. 575579.

74. Development of a multi-pass facility for equal-channel angular pressing to high total strains / K. Nakashima, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Mat. Sci. & Eng. A. - 2000. - Vol. 281. - P. 82-87.

75. Using Equal Channel Angular Pressing for Refining Grain Size / T. G. Langdon, M. Furukawa, M. Nemomoto, Z. Horita // JOM. - 2000. - Vol. 52 . - P. 30-33.

76. Формирование субмикрозернистой структуры в меди и никеле с использованием интенсивного сдвигового деформирования / Н. А. Ахмадеев, Р. 3. Валиев, В. И. Копылов, Р. Р. Мулюков // Известия ВУЗов. Металлы. - 1992. - №5. - С.96-102.

77. Superplastic forming at high strain rates after severe plastic deformation / Z. Horita, M. Furukawa, M. Nemoto, A. J. Barnes, T. G. Langdon // Acta Mater. -2000. - Vol. 48. - P. 3633-3640.

78. Influence of rolling on the superplastic behavior of an Al-Mg-Sc alloy after ECAP / H. Akamatsu, T. Fujinami, Z. Horita, T. G. Langdon // Scripta Mater. -2001.-Vol. 44.-P. 759-764.

79. Optimizing the procedure of equal-channel angular pressing for maximum superplasticity / Sh. Komura, M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Mat. Sei. & Eng. A. - 2001. - Vol. 297. - P. 111-118.

80. Equal-Channel Angular Pressing of Commercial Aluminum Alloys: Grain Refinement, Thermal Stability and Tensile Properties / Z. Horita, T. Fujinami, M. Nemoto, T. G. Langdon // Metal. Mater. Trans. A. - 2000. - Vol. 31. - P. 691701.

81. Erb, U. Structure-Property relationships for electrodeposited nanocrystals / U. Erb, G. Palumbo, R. Zugic, К. T. Aust // Processing and properties of nanocrystalline materials Ed. C. Suryanarayana, J. Singh, F. H. Froes. -Warrendale, PA: TMS. - 1996. - P. 93-110.

82. Natter, H. Nanocrystalline Nickel and Nickel-Copper Alloys: Synthesis, Characterization, and Thermal Stability / H. Natter, M. Schmelzer, R. Hempelmann // J. Mater. Res. - 1998. - Vol.13. - No.5. - P. 1186-1197.

83. Observations of grain boundary structure in submicrometer-grained Cu and Ni using highresolution electron microscopy / Z. Horita, D.J. Smith, M. Nemoto, R.Z. Valiev, T.G. Langdon // J. Mater. Res. - 1998. - Vol.13. - P. 446-450.

84. Валиев, Р.З. Структура и свойства металлических материалов с субмикрокристаллической структурой. / Р.З. Валиев, A.B. Корзников, P.P. Мулюков // ФММ. - 1992. - № 4. - С.70-86.

85. Dobatkin, S. V. Grain Refinement and Phase Transformations in Al and Fe Based Alloys During Severe Plastic Deformation / S. V. Dobatkin // Ultrafine Grained Materials II ed. Zhu, Y. Т., Langdon, T. G., Mishra, R. S., Semiatin, S. L., Saran, M. J., Lowe, Т. C. - Warrendale, PA: The Minerals, Metals and Materials Society. - 2002. - P. 183-192.

86. Горелик, С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов./ С.С. Горелик, С.В. Добаткин, Л.М. Капуткина. - М.:МИСИС, 2005. - 432с.

87. Microstructural characteristics of ultrafine-grained aluminum produced using equal-channel angular pressing / Y. Iwahashi, M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Metall. Mater. Trans. A. - 1998. - Vol. 29. - P. 22452252.

88. Factors influencing the equilibrium grain size in equal-channel angular pressing: role of Mg additions to aluminum / Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Metall. Mater. Trans. A. - 1998. - Vol. 29. - P. 2503-2510.

89. Thermal evolution of high-purity and boron-doped sub-microcrystalline №зА1 produced by severe plastic deformation / A. V. Korznikov, O. Dimitrov, G. F. Korznikova, J. P. Dallas, S. R. Idrisova, R. Z. Valiev, F. Faudot // Acta Mater.-1999. - Vol. 47(11). - P. 3301-3311.

90. Deformation behavior of Cu-based nanocomposite processed by severe plastic deformation / R. K. Islamgaliev, W. Buchgraber, Y. R. Kolobov, N. M. Amirkhanov, A. V. Sergueeva, К. V. Ivanov, G. P. Grabovetskaya // Mater. Sei. Eng. A. - 2001. - Vol.319-321. - P.872-876.

91. Fabrication and Thermal Stability of a Nanocrystalline Ni-Al-Cr Alloy: Comparison with Pure Cu and Ni / K. Oh-ishi, Z. Horita, D. J. Smit, R. Z. Valiev, M. Nemoto, T. G. Langdon // J. Mater. Res. - 1999. - Vol.14. - P. 4200 -4207.

92. Dudova, N. Formation of Nanocrystalline Structure in a Ni-20%Cr Alloy / N. Dudova, R. Kaibyshev, V. Valitov // Ultrafine Grained Materials II ed. Zhu, Y. Т., Langdon, T. G., Mishra, R. S., Semiatin, S. L., Saran, M. J., Lowe, Т. C. Warrendale, PA: The Minerals, Metals and Materials Society. - 2002. - P. 7580.

93. Edalati, K. Microstructure and mechanical properties of pure Cu processed by high-pressure torsion / K. Edalati, T. Fujioka, Z. Horita // Mater. Sei. Eng. A -2008.-Vol. 497.-P. 168-173.

94. Using ring samples to evaluate the processing characteristics in high-pressure torsion / Y. Harai, K. Edalati, Z. Horita, T.G. Langdon // Acta Mat. - 2009. -Vol. 57.-P.l 147-1153.

95. Microstructures and properties of copper processed by equal channel angular extrusion for 1-16 passes / F. D. Torre, R. Lapovok, J. Sandlin, P.F. Thomson, C.H.J. Davies, E.V. Pereloma // Acta Mater. - 2004. - Vol. 52. - P. 4819-4832.

96. Cyclic stress-strain response of ultrafine grained copper / H.J. Maier, P. Gabor, N. Gupta, I. Karaman, M. Haouaoui // Int. J. Fatigue. - 2006. - Vol. 28. - P. 243-250.

97. Kommel, L. Microstructure and properties development of copper during severe plastic deformation / L. Kommel, I. Hussainova, O. Volobueva // Materials and Design. - 2007. - Vol. 28. - P. 2121-2128.

98. A two step SPD processing of ultrafme-grained titanium / V.V. Stolyarov, Y.T. Zhu, T.C. Lowe, R.K. Islamgaliev, R.Z. Valiev // Nanostruct. Mater. - 1999. -Vol. 11.-P. 947-954.

99. Microstructure and thermal stability of ultra fine grained Mg-based alloys prepared by high-pressure torsion / J. Cizek, I. Prochazka, B. Smola, I. Stulikova, R. Kuzel, Z. Matej, V. Cherkaska, R.K. Islamgaliev, O. Kulyasova // Mater. Sci. Eng. A - 2007. - Vol. 462. - P. 121-126.

100. Rabinkin, A. Crystallography and a model of the a —» to phase transformation in zirconium / A. Rabinkin, M. Talianker, O. Botstein // Acta Metall. -1981.-Vol. 29.-P. 691-698.

101. Botstein, O. The a —> со polymorphous phase transformation in pure Zr at atmospheric pressure / O. Botstein, A. Rabinkin, M. Talianker // Scripta Mater. -1981.-Vol. 15.-P. 151-155.

102. Зильберштейн, В.А. Альфа-омега превращение в титане и цирконии / В.А. Зильберштейн, Г.И. Носова, Э.И. Эстрин // ФММ. - 1973. - Т. 35. - Вып. 3. -С. 584-589.

103. Experimental constraints on the phase diagram of elemental zirconium / J. Zhang, Y. Zhao, C. Pantea, J. Qian, L.L. Daemen, P.A. Rigg, R.S. Hixson, C.W. Greeff, G.T. Gray III, Y. Yang, L. Wang, Y. Wang, T. Uchida // J. Phys. Chem. Solids. - 2005. - Vol. 66. - P.1213-1219.

104. Vohra ,Y.K. Electronic structure of omega phase of titanium and zirconium / Y.K. Vohra, S.K. Sikka, R. Chidambaram // Journal of Physics F Metal Physics. - 1979. -Vol.9 -P.1771-1782.

105. Козлов, A.JI. Экспериментальное исследование зернограничных ансамблей и их эволюция при отжиге однофазных материалов с кубической структурой: дис. канд. физ.-мат.наук: /А.Л.Козлов. - Ижевск: ФТИ., 1985.-210с.

106. Zhu, Y.T. Nanostructures in Ti processed by severe plastic deformation / Y.T. Zhu, J.Y. Huang, J. Gubicza, T. Ungar, Y.M.Wang, E. Ma, R.Z. Valiev // J. Mater. Res. - 2003. Vol. 18. - P.1908-1917.

107. Grain refinement and superplastic flow in an aluminum alloy processed by high-pressure torsion / S.V. Dobatkin, E.N. Bastarache, G. Sakai, T. Fujita, Z. Horita, T.G. Langdon // Mater. Sci. Eng. A. - 2005. Vol. 408. - P. 141-146.

108. An investigation of surface nanocrystallization mechanism in Fe induced by surface mechanical attrition treatment / N.R. Tao, Z.B. Wang, W.P. Tong, M.L. Sui, J. Lu, K. Lu // Acta Mater. - 2002. - Vol. 50. - P. 4603-4616.

109. Deformation behavior and plastic instabilities of ultraflne-grained titanium / D. Jia, Y.M.Wang, K.T. Ramesh, E. Ma, Y.T. Zhu, R.Z. Valiev // Appl. Phys. Lett. -2001.-Vol. 79.-P. 611-613.

110. Swygenhoven, H. Van. Preface to the viewpoint set on: mechanical properties of fully dense nanocrystalline metals / H. Van Swygenhoven, J.R. Weertman // Scripta Mater. - 2003. - Vol. 49. - P. 625-627.

111. Tailoring Stacking Fault Energy for High Ductility and High Strength in Ultrafine Grained Cu and its Alloy / Y.H. Zhao, Y.T. Zhu, X.Z. Liao, Z. Horita, T.G. Langdon // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 89. - P. 121906.

112. Influence of stacking fault energy on nanostructure formation under high pressure torsion / Y.H. Zhao, X.Z. Liao, Y.T. Zhu, Z. Horita, T.G. Langdon // Materials Science and Engineering A. - 2005. - Vol. 410-411. P. 188-193.

113. Microstructural evolution and mechanical properties of Cu-Al alloys subjected to equal channel angular pressing / S. Qu, X.H. An, H.J. Yang, C.X. Huang, G. Yang, Q.S. Zang, Z.G. Wang, S.D. Wu, Z.F. Zhang // Acta Materialia. - 2009. -Vol.57. P. 1586-1601.

114. Evolution of defect structures during cold rolling of ultrafine-grained Cu and Cu-Zn alloys: Influence of stacking fault energy / Y.H. Zhao, Z. Horita, T.G. Langdon, Y.T. Zhu // Mater. Sci. Eng. - 2008. - Vol. 474. - P. 342-347.

115. Hirsch, J. Overview no. 76 : Mechanism of deformation and development of rolling textures in polycrystalline f.c.c. metals—I. Description of rolling texture development in homogeneous CuZn alloys / J. Hirsch, K. Lucke // Acta Metall. - 1988. - Vol. 36. - Vol. 2863-2882.

116. Dillamore, I.L. Rolling textures in f.c.c. and b.c.c. metals / I.L. Dillamore, W.T. Roberts // Acta Metall. - 1964. - Vol. 12. - P. 281-293.

117. Smallman, R.E. The dependence of rolling texture on stacking fault energy / R.E. Smallman, D. Green // Acta Metall. - 1964. - Vol. 12. P. 145-154.

118. Hirsch, J. Overview no. 76: Mechanism of deformation and development of rolling textures in polycrystalline f.c.c. metals—II. Simulation and interpretation of experiments on the basis of Taylor-type theories / J. Hirsch, K. Lucke // Acta Metall. - 1988. - Vol. 36. - P. 2883-2904.

119. Comparison of rolling texture in low and medium stacking fault energy austenitic stainless steels / B. Ravi Kumar, B. Mahato, N.R. Bandyopadhyay, D.K. Bhattacharya // Materials Science and Engineering A. - 2005. - Vol. 394. -P. 296-301.

120. Swaminathan, S. Nanoscale microstructures in substitutional solid solutions by large strain machining: thesis for the degree of doctor of philosophy / S. Swaminathan. - Purdue University. West Lafayette, Indiana., 2006. - p. 159.

121. Crystallite size distribution and dislocation structure determined by diffraction profile analysis: principles and practical application to cubic and hexagonal crystals / T. Ungar, J. Gubicza, G. Ribarik, A. Borbely // J. Appl. Crystallogr. -2001.-Vol. 34. - P.298-310.

122. Hinds, W. C. Aerosol Technology: Properties, Behavior and Measurement of Airbone Particles / W. C. Hinds. - New York: NY, Wiley, 1982. - P. 424.

123. Wilkens, M. Theoretical Aspects of Kinematical X-Ray Diffraction Profiles from Crystals Containing Dislocation Distribution / M. Wilkens // Fundamental Aspects of Dislocation Theory, Vol. II, Simmons J. A., R. de Wit, Bullough R., eds. - U.S. National Bureau of Standards Special Publication 317, Washington, DC.-1970.-P.l 195-1222.

124. Ungar, T. The Effect of Dislocation Contrast on X-Ray Line Profiles in Untextured Polycrystals / T. Ungar, G. Tichy // Phys Stat Sol (a). -1999. - Vol. 171. - №2. - P.425-434.

125. Yang, Z.Q. Effect of dynamical heating on microstructure and microhardness of Ni processed by high-pressure torsion / Z.Q. Yang // Mater Lett. - 2006. - Vol. 60. - № 29-30. - P. 3846-3850.

126. Microstructural evolution, microhardness and thermal stability of HPT-processed Cu / H. Jiang, Y.T. Zhu, D.P. Butt, I.V. Alexandrov, T.C. Lowe // Mater. Sci. Eng. - 2000. - Vol. 290. - № 1-2. - P.128-138.

127. Influence of the relaxation processes on the structure formation in pure metals and alloys under high-pressure torsion / M.V. Degtyarev, T.I. Chashchukhina, L.M. Voronova, A.M. Patselov, V.P. Pilyugin // Acta Mater. - 2007. - Vol.55. -P. 6039-6050.

128. Thermal stability of ECAP processed pure copper / X. Molodova, G. Gottstein, M. Winning, R.J. Hellmig // // Materials Science and Engineering A. - 2007. -Vol. 460^161. -P. 204-213.

129. Schafler, E. Effect of thermal treatment on microstructure in high pressure torsion (HPT) deformed nickel / E. Schafler, R . Pippan - 2004. - Vol. 387-389. - P. 799-804.

130. Large strain deformation and ultra-fine grained materials by machining / S. Swaminathan, M. R. Shankar, S. Lee, J. Hwang, A. H. King, R. F. Kezar, B. C. Rao, T. L. Brown, S. Chandrasekar, W. D. Compton, K. P. Trumble // Materials Science and Engineering A. - 2005. - Vol. 410-411. - P. 358-363.

131. Effect of the Zener-Hollomon parameter on the microstructures and mechanical properties of Cu subjected to plastic deformation / Y.S. Li, Y. Zhang, N.R. Tao, K.Lu // Acta Mater. - 2009. - Vol. 57. - P.761-772.

132. The presence and nature of vacancy type defects in nanometals detained by severe plastic deformation / D. Setman, E. Schafler, E. Korznikova, M. J. Zehetbauer // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 493. - P. 116122.

133. Stored energy, vacancies and thermal stability of ultra-fine grained copper / W.Q. Cao, C.F. Gu, E.V. Pereloma, C.H.J. Davies // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 492. - P. 74-79.

134. Microstructure and strength of severely deformed fee metals / J. Gubicza, N.Q. Chinh, T. Csanadi, T.G. Langdon, T. Ungar //Materials Science and Engineering A. - 2007. - Vol. 462. - P. 86-90.

135. High-pressure Torsion Induced Grain Growth in Electrodeposited Nanocrystalline Ni / X. Z. Liao, A. R. Kilmametov, R. Z. Valiev, H. Gao, X. Li, A.K. Mukherjee, J. F. Bingert, Y. T. Zhu // Appl. Phys. Let. - 2006. - Vol.88. -P.021909.

136. Isokinetic analysis of nanocrystalline nickel electrodeposits upon annealing / N. Wang, Z. Wang, K.T. Aust, U. Erb // Acta Mater. - 1997. - Vol.45. - P. 16651669.

137. Штремель, М.А. Прочность сплавов : учеб. для студентов вузов / М.А. Штремель. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС, 1999. - ч. 1. Дефекты решетки. - 1999. - 383с.

138. A new constitutive relationship for the homogeneous deformation of metals over a wide range of strain / N. Q. Chinh, G. Horvath, Z. Horita, T.G. Langdon // Acta Mater. - 2004. - Vol.52. - P. 3555-3563.