Влияние микроструктуры на электропроводность и прочность алюминиевых сплавов после интенсивной пластической деформации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Мавлютов, Айдар Марселевич

• Мавлютов, Айдар Марселевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Мавлютов, Айдар Марселевич

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................4

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..........................................13

1.1 Современные тенденции в разработке проводниковых материалов на основе алюминия...................................................................................................................13

1.2 Особенности микроструктуры и физико-механических свойств металлических материалов, подвергнутых интенсивной пластической деформации................................................................................................................19

1.3 Механизмы упрочнения ультрамелкозернистых металлов и сплавов..........24

1.4 Особенности рассеяния электронов проводимости в наноструктурированных металлах.....................................................................................................................29

1.5 Механизмы повышения термостойкости функциональных свойств алюминиевых сплавов..............................................................................................35

1.6 Заключение по литературному обзору и постановка задач исследования ... 39 ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ................................42

2.1 Материалы исследования...................................................................................42

2.2 Режимы деформационно-термической обработки..........................................43

2.3 Подготовка образцов для исследований...........................................................44

2.4 Исследование микроструктуры.........................................................................45

2.4.1 Рентгеноструктурный анализ......................................................................45

2.4.2 Анализ дифракции обратнорассеянных электронов................................45

2.4.3 Просвечивающая электронная микроскопия............................................46

2.5 Методика механических испытаний.................................................................46

2.5.1 Измерение микротвердости........................................................................46

2.5.2 Испытания на одноосное растяжение........................................................46

2.6 Методика измерения удельного сопротивления..............................................47

ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ, ПЛАСТИЧНОСТИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОГО ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО АЛЮМИНИЯ.............................................................................................48

3.1 Влияние отжига на микроструктуру и механические свойства УМЗ А1.......48

3.1.1 Эволюция микроструктуры при отжиге УМЗ А1......................................49

3.1.2 Изменение механических свойств..............................................................55

3.2 Влияние дополнительной деформации на механические свойства УМЗ А1 63

3.3 Микромеханизмы реализации высокой пластичности и упрочнения отжигом УМЗ А1........................................................................................................................68

3.4 Влияние состояния ГЗ на электропроводность................................................77

3.5 Выводы по Главе 3..............................................................................................85

ГЛАВА 4 ПОВЫШЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОСТРУКТУРНОГО СПЛАВА А1 6201..............................................................87

4.1 Влияние дополнительной деформации на микроструктуру сплава..............88

4.2 Влияние дополнительной деформации на механические и электрические свойства сплава..........................................................................................................95

4.3 Выводы по Главе 4............................................................................................103

ГЛАВА 5 ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА И ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА МИКРОСТРУКТУРУ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВА А1-0.47г......................................................................................................105

5.1 Влияние старения и интенсивной пластической деформации на микроструктуру сплава...........................................................................................105

5.2 Влияние старения и интенсивной пластической деформации на механические свойства, электропроводность и термическую стабильность сплава................114

5.3 Выводы по Главе 5............................................................................................123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................125

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ..............................128

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................129

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние микроструктуры на электропроводность и прочность алюминиевых сплавов после интенсивной пластической деформации»

Алюминий и сплавы на его основе, благодаря характерным физико-механическим свойствам, таким как низкая плотность, отличная коррозионная стойкость, немагнитность, технологическая пластичность, нашли широкое применение в транспорте, строительстве и машиностроении. Еще одной перспективной областью применения алюминия является электротехника, поскольку алюминий обладает высокой удельной электропроводностью ~62% по международному стандарту измерения удельной электропроводности (International Annealed Copper Standard (IACS)), в котором за 100% принята электропроводность чистой отожженной меди. В частности, чистый алюминий широко используется в качестве проводникового материала в конструкциях кабелей и проводов. Однако, основным недостатком чистого алюминия является его низкая прочность.

Известно, что традиционные подходы повышения прочности, включающие легирование и различные методы деформационно-термической обработки, основаны на введении в микроструктуру металла большого количества дефектов кристаллического строения (границ зерен (ГЗ), дислокаций, примесных атомов, частиц вторичной фазы). Однако это приводит к снижению электропроводности за счет рассеяния электронов проводимости на примесных атомах в твердом растворе, их кластерах и дефектах кристаллической структуры [1]. Как следствие, высокая прочность и высокая электропроводность не могут быть одновременно достигнуты традиционными методами обработки металлов. В этой связи разработка научных подходов повышения прочности алюминия при сохранении высокой электропроводности, является актуальной задачей, решение которой позволит снизить потери при передаче электроэнергии.

В последние годы предприняты успешные попытки повышения прочности алюминиевых сплавов при сохранении высокой электропроводности на примере электротехнических сплавов системы Al-Mg-Si [2-4]. Для достижения высокой прочности были использованы методы интенсивной пластической деформации

(ИПД), позволяющие измельчать зерна до ультрамелкого размера и получать микроструктуру с высокой плотностью дефектов [5-8]. С этой целью обработка ИПД проводится при температуре ниже 0.4Тт (где Тт - температура плавления). Последующая обработка ИПД при повышенных температурах позволяет повысить электропроводность ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов, так как инициирует динамическое старение, в результате которого происходит очищение алюминиевой матрицы от атомов легирующих элементов и образование дисперсных наноразмерных частиц вторичной фазы [2,3,9]. Наличие этих частиц вносит дополнительный вклад в упрочнение. Применение такой двухэтапной обработки ИПД последовательно при комнатной и повышенной температурах позволило достичь наилучшего сочетания прочности (предел прочности оцге=365 МПа) и электропроводности (ш=58.4% IACS) для системы Al-Mg-Si [3,9]. Поиск новых решений для дальнейшего увеличения прочности при сохранении высокого уровня электропроводности сплавов системы Al-Mg-Si остается актуальной задачей. Например, в [10,11] была обнаружена возможность дальнейшего повышения прочности чистого УМЗ алюминия, предварительно обработанного отециальной прокаткой (СП), путем подходящего отжига, что абсолютно не характерно для крупнозернистых (КЗ) металлов. Фактически, был открыт новый эффект - упрочнение чистых УМЗ металлов путем отжига. Однако, физическая природа этого нового механизма упрочнения оставалась невыясненной, отсутствовали какие-либо теоретические модели, объясняющие такое упрочнение.

Удельное сопротивление металлов существенно зависит от концентрации дефектов кристаллического строения, таких как точечные дефекты, дислокации и ГЗ, на которых происходит рассеяние электронов дополнительно к рассеянию на фо-нонах (тепловых колебаниях кристаллической решетки). В обычных КЗ металлах эффект понижения электропроводности, связанный с ГЗ, незначителен в связи с невысокой их суммарной протяженностью в микроструктуре [12]. В случае УМЗ и нанокристаллических металлических проводников размер зерен может стать соизмеримым с величиной свободного пробега электронов проводимости. Кроме зна-

чительного увеличения суммарной протяженности границ в УМЗ металлах, структура самих ГЗ, а, следовательно, их энергия и свойства, могут значительно отличаться от таковых в металлах с КЗ структурой [5]. В связи с этим задача исследования электрических свойств ГЗ в УМЗ металлах приобретает большой интерес как с фундаментальной, так и с практической точек зрения.

Известно, что длительная эксплуатация чистого Al и сплавов системы А1-Mg-Si при температурах, превышающих 90 оС, приводит к деградации их прочностных свойств из-за прохождения в них процессов возврата и/или рекристаллизации [13]. В этой связи повышение устойчивости прочностных свойств алюминиевых сплавов к температурным воздействиям также является актуальной задачей современного физического материаловедения. В работах [14,15] было показано, что легирование алюминия небольшим количеством 7г приводит к повышению стабильности его прочностных свойств до 150-230 оС. Такая термостойкость обеспечивается выделениями дисперсных частиц интерметаллидной фазы Л1^г мета-стабильной модификации L12, образующимися в алюминиевой матрице в процессе регламентированного длительного отжига. Эти выделения являются эффективными центрами, препятствующими миграции ГЗ [16]. Однако для сплавов системы Л1^г, как и для чистого Л1, характерны низкие показатели прочности, в связи с этим в последнее время большое внимание уделялось ее увеличению путем различной деформационно-термической обработки, а также дополнительного легирования [17-20]. Например, введение в состав Л1^г сплава 0.2 мас.% Sc и использование специальной термической обработки обеспечили высокую проводимость 60% IACS, и повышение предела прочности до 210 МПа [17]. Недавно в работе [21] было показано, что обработка ИПД сплава системы А1-М^-2г приводит к формированию УМЗ структуры с дисперсными наноразмерными частицами А137г, обеспечивающей хорошую комбинацию прочностных и электрических свойств (оцге=267 МПа, ш=57% ЛЛСБ), а также приемлемую стабильность свойств до 150 оС. Как показали уже проведенные исследования, разработка термостойких сплавов наиболее успешно идет на базе системы А1-2г с добавками других легиру-

ющих элементов. Однако систематического исследования влияния ИПД на формирование УМЗ структуры и изучение взаимосвязи параметров такой микроструктуры с результирующими функциональными свойства для сплавов системы A1-Zг до сих пор не проводилось.

На основании вышеизложенного была сформулирована цель работы: Определение роли микроструктурных параметров и связанных с ними физических механизмов упрочнения и механизмов рассеяния электронов в формировании повышенных прочностных и электрических свойств технически чистого (ТЧ) A1 и сплавов систем A1-Mg-Si и Л1^г в ультрамелкозернистом состоянии.

Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Формирование УМЗ состояний с различными параметрами микроструктуры в ТЧ Л1 и сплавах на его основе посредством интенсивной пластической деформации кручением под давлением (ИПДК), отжигов и дополнительной деформации;

2. Исследование микроструктуры, механических и электрических свойств полученных УМЗ образцов;

3. Анализ взаимосвязи микроструктура-свойства и выявление ключевых параметров микроструктуры, контролирующих прочностные и электрические свойства. Теоретическое обоснование особенностей механизмов упрочнения и рассеяния носителей заряда в УМЗ структурах.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. В работе впервые экспериментально продемонстрировано влияние состояния ГЗ на их удельную электропроводность в ТЧ A1 с УМЗ структурой, полученной обработкой ИПДК. Установлено, что удельное сопротивление неравновесных ГЗ в УМЗ структуре, образовавшихся в результате ИПДК, по крайней мере в ~1.5 раза выше, чем удельное сопротивление ГЗ в КЗ структуре.

2. Обнаружено значительное повышение микротвердости (до 15%), условного предела текучести (до 50%) и предела прочности (до 30%) УМЗ ТЧ A1 в результате кратковременного отжига в интервале температур 90-200 оС, что указывает

на существование особого механизма упрочнения в УМЗ структуре, полученной ИПДК. Показано, что упрочнение отжигом связано с релаксацией неравновесного состояния ГЗ, сопровождаемой уменьшением в них плотности дислокаций.

3. Впервые достигнуто одновременное увеличение прочности (в 3.6 раза) и пластичности (до 42%) ТЧ А1 за счет формирования УМЗ структуры и введения дополнительной плотности дислокаций в релаксированную отжигом структуру ГЗ.

4. Разработаны теоретические модели микромеханизма пластической деформации в УМЗ А1 после низкотемпературного отжига и после отжига и дополнительной деформации. Построены теоретические зависимости напряжения течения от величины сдвиговой пластической деформации, которые показали хорошее качественное и количественное совпадение с экспериментальными данными.

5. В рамках туннельной модели впервые проведена оценка ширины потенциального барьера ^ на ГЗ в ТЧ УМЗ А1. Полученное значение s—9 нм значительно превышает кристаллографическую ширину ГЗ, что объясняется наличием упругих искажений вблизи ГЗ.

6. Экспериментально показано, что дополнительная деформация (в диапазоне ^у=0.012-0.024) структурированных методом ИПДК образцов сплава Л1-М^-81 приводит к увеличению предела прочности на ~14% при сохранении электропроводности на уровне 56% 1ЛСБ, что обусловлено повышением плотности дислокаций в ~4 раза при сохранении остальных параметров микроструктуры. При большей дополнительной деформации (^у~0.036) происходит снижение электропроводности, что обусловлено частичным растворением наночастиц вторичной фазы Mg2Si.

7. Впервые показано, что прочностные свойства сплава А1-0.47г, подвергнутого длительному отжигу и последующей обработке ИПДК, главным образом контролируются зернограничным упрочнением, а упрочнение по механизму Оро-вана подавляется в этой УМЗ структуре, несмотря на наличие наноразмерных дисперсных частиц вторичной фазы AbZr.

Практическая значимость работы

1. Дополнительная обработка УМЗ ТЧ A1, полученного ИПДК, включающая в себя отжиг при 150 оС и последующую деформацию кручением (на 0.25 оборота при комнатной температуре), позволяет существенно повысить пластичность до значений, характерных для КЗ A1, при сохранении высоких значений условного предела текучести и предела прочности.

2. Выявлен оптимальный режим дополнительной деформации (Ау~0.024) УМЗ сплава Al-Mg-Si, обеспечивающий наилучшее сочетание прочностых и электрических свойств: повышение предела прочности на ~14% (огге-276 МПа) при сохранении электропроводности на уровне ~56% IАСS.

3. Продемонстрирована термостабильность повышенных механических свойств сплава Л1-0.47г в УМЗ состоянии, полученном ИПДК, до 230 оС, что открывает возможности улучшения функциональных свойств проводниковых материалов на основе алюминиево-циркониевых сплавов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Кратковременный низкотемпературный отжиг УМЗ A1, полученного ИПДК, приводит к значительному повышению прочностных свойств (предела текучести до 50% и предела прочности до 30%), что обусловлено перестройкой дислокационной структуры большеугловых ГЗ из неравновесной в более равновесную, приводящей к затруднению испускания дислокаций из границы в тело зерна.

2. Рекордное повышение пластичности (до значений, характерных для КЗ образцов) при сохранении высокого уровня прочности УМЗ Л1 может быть достигнуто путем введения дополнительной плотности дислокаций в релаксирован-ную отжигом зернограничную структуру посредством малой дополнительной деформации кручением.

3. Удельное электрическое сопротивление ГЗ в УМЗ A1 существенно зависит от степени неравновесности их дислокационной структуры. Удельное сопротивление ГЗ в неравновесном состоянии в УМЗ A1 по крайней мере в 1.5 раза выше, чем в равновесном.

4. Дополнительная деформация наноструктурного сплава Л1 6201 в диапазоне значений Ду=0.012-0.024 обеспечивает значительное увеличение прочности при сохранении высокого уровня электропроводности за счет введения дополнительной плотности решеточных дислокаций при сохранении значений остальных параметров микроструктуры. Большие степени дополнительной деформации повышают удельное сопротивление наноструктурного сплава, что обусловлено частичным растворением вторичных фаз.

5. Основным механизмом, определяющим прочностные свойства УМЗ сплава А1-0.47г, подвергнутого длительному отжигу и ИПДК, является зернограничное упрочнение, а упрочнение по механизму Орована подавляется, несмотря на наличие наноразмерных дисперсных частиц вторичной фазы А^г.

Достоверность полученных результатов

Использование современных взаимодополняющих прецизионных методов исследования микроструктуры позволили надежно охарактеризовать полученные образцы. Интерпретация результатов измерения электрических и механических свойств основана на известных теоретических представлениях о механизмах упрочнения и рассеяния заряда. Согласованность полученных экспериментальных данных с результатами теоретических оценок свидетельствуют о достоверности результатов исследований. Полученные в работе результаты хорошо согласуются с литературными данными в той части, где они пересекаются.

Личный вклад автора

Представленные в диссертации результаты (за исключением математических расчетов энергетических характеристик и критического напряжения эмиссии решеточных дислокаций) получены автором лично или при его определяющем участии. Соискатель принимал участие в постановке задач исследования, проведении экспериментальных исследований, анализе и интерпретации полученных результатов, теоретической разработке физических моделей и сравнении расчетных деформационных кривых с полученными экспериментально зависимостям, подготовке публи-

каций. Все экспериментальные исследования механических свойств и электропроводности проведены соискателем лично. Он лично представлял результаты работы

на научных конференциях.

Результаты работы прошли апробацию на следующих международных,

всероссийских и внутривузовских конференциях:

1. Международный симпозиум «Перспективные материалы и технологии» 27-29 мая 2015 года, Витебск, Белоруссия.

2. The International Conference «Advance Materials Week-2015", AMW 2015, June 15-21, 2015, Togliatti-St. Petersburg, Russia.

3. XLV научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, 2-6 февраля 2016 года, Санкт-Петербург, Россия.

4. XXII Петербургские чтения по проблемам прочности, 12-14 апреля 2016 года, Санкт-Петербург, Россия.

5. V Всероссийский конгресс молодых ученых, 12-15 апреля 2016 года, Санкт-Петербург, Россия.

6. XV International сonference on intergranular and interphase boundaries in materials, "IIB - 2016", May 23-27, 2016, Moscow, Russia.

7. XLVI научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, 31 января - 2 февраля 2017 года, Санкт-Петербург, Россия.

8. LUT - ITMO joint seminar on Solid State Physics, 31 January - 3 February, 2017, Lappeenranta, Finland.

9. LVIII Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», 16-19 мая 2017 года, Пермь, Россия.

10. International Workshop "New trends in research of UFG materials produced by SPD", May 29 - June 02 2017, Saint Petersburg, Russia.

11. XLVII научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, 30 января - 2 февраля 2018 года, Санкт-Петербург, Россия.

12. XXIII Петербургские чтения по проблемам прочности, 10-12 апреля 2018 года, Санкт-Петербург, Россия.

Результаты также были представлены на научных семинарах в Университете ИТМО и в Санкт-Петербургском Государственном Университете.

Публикации

Основное содержание диссертации представлено в 11 научных публикациях, включая 3 публикации в журналах, рекомендованных ВАК и 3 публикации в журналах, рецензируемых Scopus и Web of Science.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений и списка литературы из 168 наименований, изложена на 146 страницах и содержит 47 рисунков и 19 таблиц.

Связь работы с научными проектами

Диссертационные исследования автор проводил на кафедре современных функциональных материалов Университета ИТМО, в лаборатории физики профилированных кристаллов отделения физики твердого тела Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе, а также на оборудовании лаборатории механики перспективных массивных наноматериалов для инновационных инженерных приложений СПбГУ. Исследования микроструктуры проведены на базе ИФПМ УГАТУ, а также на оборудовании ресурсных центров Научного парка СПбГУ: Междисциплинарного ресурсного центра «Нанотехнологии» и центра «Рентгенодифракционные методы исследования». Часть исследований проводилась в рамках выполнения проектов №14.Б25.31.0017 и №3.3194.2017/4.6.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Мавлютов, Айдар Марселевич

В настоящей работе проведены комплексные исследования взаимосвязи микроструктурных параметров с механическими и электрическими свойствами технически чистого алюминия (99.5 масс. %), а также сплавов систем Al-Mg-Si и А1-2г в УМЗ состоянии после низкотемпературных отжигов и дополнительных деформаций. Целью данного исследования являлось выявление особенностей механизмов упрочнения и рассеяния носителей заряда в УМЗ структурах, установление ключевых микроструктурных параметров, ответственных за эти особенности, а также микроструктурного дизайна, обеспечивающего оптимальное сочетание высоких значений прочности и электропроводности. Использование современных взаимодополняющих прецизионных методов исследования структуры (рентгеноструктур-ного анализа, дифракции обратнорассеянных электронов, просвечивающей электронной микроскопии) позволили выявить особенности сформировавшейся микроструктуры в исследуемых материалах. Анализ эволюции микроструктуры в корреляции с изменениями физико-механических свойств позволил установить особенности механизмов упрочнения и рассеяния электронов, действующих в материалах исследования с УМЗ структурой. Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. В технически чистом А1 и сплаве А1-0.47г в УМЗ состоянии, полученном ИПДК, обнаружен эффект упрочнения (увеличение условного предела текучести до 50% в А1 и до 40% в сплаве А1-0.47г), который проявляется после низкотемпературного отжига в интервале гомологических температур (0.4-0.5)7^. Показано, что ключевую роль в упрочнении отжигом УМЗ технически чистого А1 играет процесс релаксации БУГЗ, находящихся в неравновесном состоянии после обработки ИПДК. Упрочнение сплава А1-0.47г при отжиге, помимо релаксации БУГЗ, может быть обусловлено процессом сегрегации примесных атомов в ГЗ.

2. В технически чистом УМЗ А1, впервые достигнуты рекордные показатели пластичности (¿-41%) в сочетании с повышенной прочностью (оцге-167 МПа) за

счет дополнительной деформационно-термической обработки, включающей низкотемпературный отжиг и деформацию ИПДК на 0.25 оборота при КТ. Показано, что значительное повышение пластичности при сохранении высокого уровня прочности УМЗ А1 обусловлено введением дополнительной плотности дислокаций в релаксированную отжигом структуру БУГЗ.

3. Разработаны физические модели, описывающие механизмы упрочнения отжигом и реализации высокой пластичности после последующей деформации в УМЗ А1, на основе трансформации дислокационной структуры БУГЗ при отжиге и последующей деформации. В рамках моделей пластическая деформация происходит за счет эмиссии решеточных дислокаций из тройных стыков ГЗ, содержащих скопления зернограничных дислокаций, скольжения решеточных дислокаций в зерне к противоположным ГЗ, а также переползания по границам новых (захваченных) ЗГД. Рассчитаны энергетические характеристики и критические напряжения для эмиссии дислокаций в двух различных случаях: для УМЗ А1, подвергнутого только отжигу и отжигу с последующей дополнительной деформацией. Рассчитаны теоретические зависимости напряжения течения от величины пластической деформации, которые хорошо согласуются качественно и количественно с полученными в работе экспериментальными данными.

4. Экспериментально обнаружено и теоретически проанализировано влияния неравновесного состояния ГЗ на их удельное электрическое сопротивление для технически чистого УМЗ А1. Установлено, что удельное сопротивление ГЗ в неравновесном состоянии, по крайней мере, в 1.5 раза выше, чем в равновесном состоянии. В рамках туннельной модели впервые проведена оценка ширины потенциального барьера я на ГЗ в технически чистом А1, подвергнутом обработке ИПДК. Полученное значение я-9 нм значительно превышает кристаллографическую ширину равновесных ГЗ, что объясняется наличием упругих искажений вблизи ГЗ.

5. Показано, что дополнительная деформация кручением наноструктурных образцов сплава системы А1-Ы§-Б1 в диапазоне ^у=0.012-0.024 приводит к повышению предела прочности на ~14% при сохранении электропроводности на уровне

56% IACS, что обеспечивается увеличением плотности дислокаций в ~4 раза при сохранении остальных параметров микроструктуры. Анализ вкладов в упрочнение и рассеяние электронов показал, что в случае большей дополнительной деформации (Jy-0.036), наиболее вероятно, имеет место процесс растворения частиц вторичной фазы Mg2Si, приводящий к увеличению концентрации примесных атомов в твердом растворе, чем и обусловлено наблюдаемое после такой деформации повышение прочности и снижение электропроводности.

6. Показано, что формирование наноразмерных частиц вторичной метастабильной фазы Al3Zr в результате длительного отжига сплава Al-0.4Zr при 375 оС, сопровождающееся очищением алюминиевой матрицы от атомов Zr, обеспечивает высокую электропроводность сплава (ш-58.8% IACS), однако приводит к снижению предела прочности с 128 до 95 МПа. Установлено, что последующая обработка сплава методом ИПДК, наряду с формированием равноосной УМЗ структуры, приводит к частичному растворению вторичной фазы Al3Zr, и, как следствие, к снижению электропроводности (до 55.8% IACS) и повышению прочности (на ~10%). Продемонстрирована термостабильность повышенных прочностных свойств УМЗ сплава Al-0.4Zr до 230 оС.

7. Анализ вкладов возможных механизмов в общее упрочнение и электросопротивление показал, что удельное сопротивление УМЗ сплава Al-0.4Zr зависит, главным образом, от концентрации Zr в твердом растворе. Основным механизмом, контролирующим прочностные свойства УМЗ сплава Al-0.4Zr, подвергнутого длительному отжигу и ИПДК, является зернограничное упрочнение, а упрочнение по механизму Орована подавляется, несмотря на наличие нанораз-мерных дисперсных частиц вторичной фазы Al3Zr.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мавлютов, Айдар Марселевич, 2018 год

[1] Totten, G. E. Handbook of Aluminium / G. E. Totten, D. S. MacKenzie. - New York: Marcel Dekker, 2003. - 1298 c.

[2] Murashkin, M. Y. h gp. Enhanced mechanical properties and electrical conductivity in ultrafine-grained Al alloy processed via ECAP-PC / M. Yu. Murashkin, I. Sabi-rov, V. U. Kazykhanov, E. V. Bobruk, A. A. Dubravina, R. Z. Valiev // Journal of Materials Science. - 2013. - T. 48. - №. 13. - C. 4501-4509.

[3] Valiev, R. Z. h gp. A nanostructural design to produce high-strength Al alloys with enhanced electrical conductivity / R. Z. Valiev, M. Yu. Murashkin, I. Sabirov // Scripta Materialia. - 2013. - T. 76. - C. 13-16.

[4] Mckenzie, P. W. J. h gp. ECAP with back pressure for optimum strength and ductility in aluminium alloy 6016. Part 2: Mechanical properties and texture / P. W. J. Mckenzie, R. Lapovok // Acta Materialia. - 2010. - T. 58. - №. 9. - C. 3212-3222.

[5] Valiev, R. Z. h gp. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation / R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov // Progress in Materials Science. -2000. - T. 45. - №. 2. - C. 103-189.

[6] Witkin, D. B. h gp. Synthesis and mechanical behavior of nanostructured materials via cryomilling / D. B. Witkin, E. J. Lavernia // Progress in Materials Science. -2006. - T. 51. - №. 1. - C. 1-60.

[7] Zhilyaev, A. P. h gp. Using high-pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications / A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon // Progress in Materials Science. - 2008. - T. 53. - №. 6. - C. 893-979.

[8] Valiev, R. Z. h gp. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement / R. Z. Valiev, T. G. Langdon // Progress in Materials Science. - 2006. - T. 51. - №. 7. - C. 881-981.

[9] Bobruk, E. V. h gp. Aging behavior and properties of ultrafine-grained aluminum alloys of Al-Mg-Si system / E. V. Bobruk, M. Y. Murashkin, V. U. Kazykhanov, R. Z. Valiev // Reviews on Advanced Materials Science. - 2012. - T. 31. - C. 109115.

[10] Huang, X. h gp. Hardening by Annealing and Softening by Deformation in Nanostructured Metals / X. Huang, N. Hansen, N. Tsuji // Science. - 2006. - T. 312.

- №. 5771. - C. 249-251.

[11] Kamikawa, N. h gp. Strengthening mechanisms in nanostructured high-purity aluminium deformed to high strain and annealed / N. Kamikawa, X. Huang, N. Tsuji, N. Hansen // Acta Materialia. - 2009. - T. 57. - №. 14. - C. 4198-4208.

[12] Rossiter, P. L. The Electrical Resistivity of Metals and Alloys / P. L. Rossiter. -Cambridge: Cambridge University Press, 2003. - 452 c.

[13] Kiessling, F. h gp. Overhead power lines: planning, design, construction / F. Kiessling, P. Nefzger, J. F. Nolasco, U. Kaintzyk // Springer, 2014. - 759 c.

[14] Aluminum composite reinforced conductor: new invention for high-voltage overhead lines, Energoekspert, 2007. No.3, C. 60-62.

[15] Uliasz, P. h gp. Investigation in properties' design of heat resistant AlZrSc alloy for electrical application / P. Uliasz, T. Knych, A. Mamala, B. Smyrak // Aluminum Alloys: Their Physical and Mechanical Properties. - 2008. - T. 1400. - C. 248-255.

[16] International Standard, Thermal resistant aluminium alloy wire for overhead line conductor, IEC 62004, 2007.

[17] Zhou W. W. h gp. Heat-resistant Al-0.2 Sc-0.04 Zr electrical conductor / W. W. Zhou, B. Cai, W. J. Li, Z. X. Liu, S. Yang // Materials Science and Engineering: A.

- 2012. - T. 552. - C. 353-358.

[18] High-strength heat-resistant aluminium alloy, conductive wire, overhead wire and method of preparing the aluminium alloy, EP 0787811 A1 20.01.1997.

[19] Aluminium-based heat-resistant conducting alloy, Patent RU 2441090 C2.

[20] Belov N. A. h gp. Optimization of hardening of Al-Zr-Sc cast alloys / N. A. Belov, A. N. Alabin, D. G. Eskin, V. V. Istomin-Kastrovskii // Journal of Materials Science. - 2006. - T. 41. - №. 18. - C. 5890-5899.

[21] Murashkin, M. Y. h gp. Microstructure, strength, electrical conductivity and heat resistance of an Al-Mg-Zr alloy after ECAP-conform and cold drawing / M. Y. Murashkin, A. E. Medvedev, V. U. Kazykhanov, G. I. Raab, I. A. Ovid'ko, R. Z. Valiev // Reviews on Advanced Materials Science. - 2016. - T. 47. - C. 16-25.

[22] Лопарев, В. В. И др. Об особенностях современных неизолированных проводов для воздушных линий электропередачи / В. В. Лопарев, Ю. В. Образцов // Кабели и провода. - 2014. - Т. 349. - №. 6. - С. 9-15.

[23] Кувшинов, A. C. Инновационные конструкции проводов для высоковольтных линий электропередачи / A. C. Кувшинов // Кабели и провода. - 2014. - Т. 345.

- №. 2. - С. 14-16.

[24] Белый, Д. И. Алюминиевые сплавы для токопроводящих жил кабельных изделий / Д. И. Белый // Кабели и провода. - 2012. - Т. 332. - №. 1. - С. 8-15.

[25] Воронцова, Л. А. Алюминий и алюминиевые сплавы в электротехнических изделиях / Л. А. Воронцова, В. В. Маслов, И. Б. Пешков. - М.: Энергия, 1971.

- 224 с.

[26] Lin, G. и др. Enhanced strength and electrical conductivity of Al-Mg-Si alloy by thermo-mechanical treatment / G. Lin, Z. Zhang, H. Wang, K. Zhou, Y. Wei // Materials Science and Engineering: A. - 2016. - Т. 650. - С. 210-217.

[27] Yuan, W. и др. Effect of Zr addition on properties of Al-Mg-Si aluminum alloy used for all aluminum alloy conductor/ W. Yuan W., Z. Liang // Materials & Design.

- 2011. - Т. 32. - №. 8-9. - С. 4195-4200.

[28] Yuan, W. и др. Effects of La addition on the mechanical properties and thermal-resistant properties of Al-Mg-Si-Zr alloys based on AA 6201/ W. Yuan, Z. Liang, C. Zhang, L. Wei // Materials & Design. - 2012. - Т. 34. - №. . - С. 788-792.

[29] Karabay, S. Modification of AA-6201 alloy for manufacturing of high conductivity and extra high conductivity wires with property of high tensile stress after artificial aging heat treatment for all-aluminium alloy conductors / S. Karabay // Materials & design. - 2006. - Т. 27. - №. 10. - С. 821-832.

[30] Karabay, S. Influence of AlB2 compound on elimination of incoherent precipitation in artificial aging of wires drawn from redraw rod extruded from billets cast of alloy AA-6101 by vertical direct chill casting / S. Karabay // Materials & Design. - 2008.

- Т. 29. - №. 7. - С. 1364-1375.

[31] Karabay, S. и др. Inoculation of transition elements by addition of AlB2 and AlB12 to decrease detrimental effect on the conductivity of 99.6% aluminium in CCL for

manufacturing of conductor / S. Karabay, I. Uzman // Journal of Materials Processing Technology. - 2005. - Т. 160. - №. 2. - С. 174-182.

[32] Liu, C. H. и др. Enhancing electrical conductivity and strength in Al alloys by modification of conventional thermo-mechanical process / С. H. Liu, J. Chen, Y. X. Lai,

D. H. Zhu, Y. Gu, J. H. Chen // Materials & Design. - 2015. - Т. 87. - №. . - С. 15.

[33] Roven, H. J. и др. Dynamic precipitation during severe plastic deformation of an Al-Mg-Si aluminium alloy / H. J. Roven, M. Liu, J. C. Werenskiold // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Т. 483. - №. . - С. 54-58.

[34] Hall, E. O. The Deformation and Ageing of Mild Steel: III Discussion of Results /

E. O. Hall // Proceedings of the Physical Society. Section B. - 1951. - Т. 64. - № 9. - С. 747-753.

[35] Petch, N. J. The orientation relationships between cementite and a-iron / N. J. Petch // Acta Crystallographica. - 1953. - Т. 6, - № 1. - С. 96-96.

[36] Myhr, O. R. и др. Modelling of the age hardening behaviour of Al-Mg-Si alloys / O. R. Myhr, 0. Grong, S. J. Andersen // Acta Materialia. - 2001. - Т. 49. - №. 1. -С. 65-75.

[37] Murashkin, M. Y. и др. Nanostructured Al and Cu alloys with superior strength and electrical conductivity / M. Y. Murashkin, I. Sabirov, X. Sauvage, R. Z. Valiev // Journal of Materials Science. - 2016. - Т. 51. - №. 1. - С. 33-49.

[38] Sabirov, I. и др. Nanostructured aluminium alloys produced by severe plastic deformation: New horizons in development / I. Sabirov, M. Y. Murashkin, R. Z. Va-liev // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Т. 560. - С. 1-24.

[39] Knipling, K. E. и др. Criteria for developing castable, creep-resistant aluminum-based alloys-A review / K. E. Knipling, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Zeitschrift für Metallkunde. - 2006. - Т. 97. - №. 3. - С. 246-265.

[40] Белов, Н. А. и др. Сравнительный анализ легирующих добавок применительно к изготовлению термостойких проводов на основе алюминия / Н. А. Белов, А. Н. Алабин, А. Р. Телеуова // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2011. - №. 9. - С. 54-58.

[41] Knych, T. и др. Studies on the process of heat treatment of con ductive AlZr alloys obtained in various productive processes / T. Knych, M. Piwowarska, P. Uliasz // Archives of metallurgy and materials. - 2011. - Т. 56. - №. 3. - С. 685-692.

[42] Valiev, R. Z. и др. Plastic deformation of alloys with submicron-grained structure / R. Z. Valiev, N. A. Krasilnikov, N. K. Tsenev // Materials Science and Engineering: A. - 1991. - Т. 137. - С. 35-40.

[43] Сегал, В. М. и др. Пластическая обработка металлов простым сдвигом / В. М. Сегал, В. И. Резников, А. Е. Дробышевский // Известия АН СССР. Металлы.

- 1981. - №. 1. - С. 115-123.

[44] Сегал, В. М. Процессы пластического структурообразования металлов / В. М. Сегал, В. И. Резников, В.И. Копылов // Мн: Наука и техника, 1994. - 232 с.

[45] Валиев, Р. З. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структрура и свойства / Р. З. Валиев, И. В. Александров. - М. : ИКЦ «Академкнига», 2007. - 398 с.

[46] Iwahashi, Y. и др. Microstructural characteristics of ultrafine-grained aluminum produced using equal-channel angular pressing / Y. Iwahashi, M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Metallurgical and Materials Transactions A.

- 1998. - Т. 29. - №. 9. - С. 2245-2252.

[47] Furukawa, M. и др. The shearing characteristics associated with equal-channel angular pressing / M. Furukawa, Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Materials Science and Engineering: A. - 1998. - Т. 257. - №. 2. - С. 328-332.

[48] Ferrasse, S. и др. Development of a submicrometer-grained microstructure in aluminum 6061 using equal channel angular extrusion / S. Ferrasse, V. M. Segal, K. T. Hartwig, R. E. Goforth // Journal of Materials Research. - 1997. - Т. 12. - №. 5. -С. 1253-1261.

[49] Iwahashi, Y. и др. The process of grain refinement in equal-channel angular pressing / Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon // Acta Materialia. - 1998.

- Т. 46. - №. 9. - С. 3317-3331.

[50] Oh-Ishi, K. и др. Optimizing the rotation conditions for grain refinement in equal-channel angular pressing / K. Oh-Ishi, Z. Horita, M. Nemoto, M. Furukawa, T. G.

Langdon // Metallurgical and Materials Transactions A. - 1998. - Т. 29. - №. 7. -С. 2011-2013.

[51] Mckenzie, P. W. J. и др. ECAP with back pressure for optimum strength and ductility in aluminium alloy 6016. Part 1: Microstructure / P. W. J. Mckenzie, R. Lapo-vok // Acta Materialia. - 2010. - Т. 58. - №. 9. - С. 3198-3211.

[52] Pippan, R. и др. Saturation of fragmentation during severe plastic deformation / R. Pippan, S. Scheriau, A. Taylor, M. Hafok, A. Hohenwarter, A. Bachmaier // Annual Review of Materials Research. - 2010. - Т. 40. - С. 319-343.

[53] Валиев, Р.З. и др. Объемные наноструктурные материалы: фундаментальные основы и применения / Р.З. Валиев, А.П. Жиляев, Т.Дж. Лэнгдон. - СПб.: Эко-Вектор, 2017. - 479 с.

[54] Zhang, Y. и др. Effect of stacking-fault energy on deformation twin thickness in Cu-Al alloys / Y. Zhang, N. R. Tao, K. Lu // Scripta Materialia. - 2009. - Т. 60. -№. 4. - С. 211-213.

[55] Cao, Y. и др. De-twinning via secondary twinning in face-centered cubic alloys / Y. Cao, Y. B. Wang, Z. B. Chen, X. Z. Liao, M. Kawasaki, S. P. Ringer, T. G. Langdon, Y. T. Zhu // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Т. 578. - С. 110-114.

[56] Zhao, Y.H. и др. Simultaneously increasing the ductility and strength of ultra-finegrained pure copper / Y. H. Zhao, J. F. Bingert, X. Z. Liao, B.-Z. Cui, K. Han, A.V. Sergueeva, A. K. Mukherjee, R. Z. Valiev, T. G. Langdon, Y. T. Zhu // Advanced Materials. - 2006. - Т. 18. - №. 22. - С. 2949-2953.

[57] Nurislamova, G. и др. Nanostructure and related mechanical properties of an Al-Mg-Si alloy processed by severe plastic deformation / G. Nurislamova, X. Sauvage, M. Murashkin, R. Islamgaliev, R. Valiev // Philosophical Magazine Letters. - 2008. - Т. 88. - №. 6. - С. 459-466.

[58] Sha, G. и др. Influence of equal-channel angular pressing on precipitation in an Al-Zn-Mg-Cu alloy / G. Sha, Y. B. Wang, X. Z. Liao, Z. C. Duan, S. P. Ringer, T. G. Langdon // Acta Materialia. - 2009. - Т. 57. - №. 10. - С. 3123-3132.

[59] Liddicoat, P. V. и др. Nanostructural hierarchy increases the strength of aluminium alloys / P. V. Liddicoat, X.-Zh. Liao, Y. Zhao, Y. Zhu, M. Y. Murashkin, E. J. Lavernia, R. Z. Valiev, S. P. Ringer // Nature communications. - 2010. - Т. 1. - С. ncomms1062.

[60] Валиев, Р. З. и др. Сверхпрочность ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов, полученных интенсивной пластической деформацией / Р. З. Валиев,

H. А. Еникеев, М. Ю. Мурашкин, С. Е. Александров, Р. В. Гольдштейн //Доклады Академии наук. - 2010. - Т. 432. - №. 6. - С. 757-760.

[61] Sauvage, X. и др. Atomic-scale analysis of the segregation and precipitation mechanisms in a severely deformed Al-Mg alloy / X. Sauvage, N. Enikeev, R. Valiev, Y. Nasedkina, M. Murashkin // Acta Materialia. - 2014. - Т. 72. - С. 125-136.

[62] Valiev, R. Z и др. On the origin of the extremely high strength of ultrafinegrained Al alloys produced by severe plastic deformation / Valiev R. Z., Enikeev N. A., Murashkin M. Yu., Kazykhanov V. U., Sauvage X. // Scripta Materialia. - 2010. -T. 63. - №. 9. - С. 949-952.

[63] Valiev, R. Z. и др. Grain refinement and mechanical behavior of the Al alloy, subjected to the new SPD technique / R. Z. Valiev, M. Y. Murashkin, E. V. Bobruk, G.

I. Raab // Materials Transactions. - 2009. - Т. 50. - №. 1. - С. 87-91.

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

[65] Ii, S и др. Grain Boundary Structures of ARB Processed Aluminum / S. Ii, M. Hishida, N. Takata, K. Ikeda, H. Nakashima, N. Tsuji // Materials Science Forum. - Trans Tech Publications, 2008. - Т. 584. - С. 716-721.

[66] Ikeda, K.-I. и др. Grain boundary structure of ultrafine grained pure copper fabricated by accumulative roll bonding / K.-I. Ikeda, K. Yamada, N. Takata, F. Yoshida, H. Nakashima, N. Tsuji // Materials Transactions. - 2008. - Т. 49. - №. 1. - С. 2430.

[67] Valiev, R. Z. и др. The Hall-Petch relation in submicro-grained Al-1.5% Mg alloy / R. Z. Valiev, F. Chmelik, F. Bordeaux, G. Kapelski, B. Baudelet // Scripta Metal-lurgica et Materialia. - 1992. - Т. 27. - №. 7. - С. 855-860.

[68] Valiev R. Z. и др. Grain boundary structure and properties under external influences / R. Z. Valiev, V. Y. Gertsman, O. A. Kaibyshev // Physica Status Solidi (a). - 1986. - Т. 97. - №. 1. - С. 11-56.

[69] Кайбышев О. А. Границы зерен и свойства металлов / О. А. Кайбышев, Р. З. Валиев. - 1987. - 214 с.

[70] Valiev, R. Z. и др. Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation / R. Z. Valiev, A. V. Korznikov, R. R. Mulyukov // Materials Science and Engineering: A. - 1993. - Т. 168. - №. 2. - С. 141-148.

[71] Исламгалиев, Р. К. Электронно-микроскопическое исследование упругих деформаций вблизи границ зерен в ультрамелкозернистой меди / Исламгалиев Р. К., Валиев Р. З // Физика металлов и металловедение. - 1999. - Т. 87. - №. 3. - С. 46-52.

[72] Мулюков, Р. Р. и др. Работа выхода электронов из нанокристаллического вольфрама / Р. Р. Мулюков, Ю. М. Юмагузин // Доклады академии наук. -2004. - Т. 399. - №. 6. - С. 760-761.

[73] Хисамов, Р. Х. и др. Влияние границ зерен на работу выхода электрона нанокристаллического никеля / Р. Х. Хисамов, И. М. Сафаров, Р. Р. Мулюков, Ю. М. Юмагузин // Физика твердого тела. - 2013. - Т. 55. - №. 1. - С. 3-6.

[74] Valiev, R. Z. и др. Direction of a grain-boundary phase in submicrometre-grained iron / R. Z. Valiev, R. R. Mulyukov, V. V. Ovchinnikov // Philosophical Magazine Letters. - 1990. - Т. 62. - №. 4. - С. 253-256.

[75] Valiev, R. Z. и др. Mossbauer analysis of submicrometer grained iron / R. Z. Valiev, R. R. Mulyukov, V. V. Ovchinnikov, V. A. Shabashov // Scripta Metallurgica et Materialia. - 1991. - Т. 25. - №. 12. - С. 2717-2722.

[76] Новиков, И. И. Кристаллография и дефекты кристаллического строения / И. И. Новиков, К. М. Розин // М.: Металлургия. - 1990. - 336 с.

[77] Peierls, R. The size of a dislocation / R. Peierls // Proceedings of the Physical Society. - 1940. - T. 52. - №. 1. - C. 34.

[78] Nabarro, F. R. N. Dislocations in a simple cubic lattice / F. R. N. Nabarro // Proceedings of the Physical Society. - 1947. - T. 59. - №. 2. - C. 256.

[79] Hertzberg, R. W. Deformation and fracture mechanics of engineering materials / R. W. Hertzberg. - New York : Wiley, 1989. - 680 c.

[80] Nabarro, F. R. N. h gp. The plasticity of pure single crystals / F. R. N. Nabarro, Z. S. Basinski, D. B. Holt // Advances in Physics. - 1964. - T. 13. - №. 50. - C. 193323.

[81] Hansen, N. h gp. Microstructure and flow stress of polycrystals and single crystals / N. Hansen, X. Huang //Acta Materialia. - 1998. - T. 46. - №. 5. - C. 1827-1836.

[82] Brown, L. M. Strengthening methods in crystals / Brown L. M., Ham R. K. - London : Applied Science, 1971. - T. 9.

[83] Hirsch, P. B. Physics of Strength and Plasticity / P. B. Hirsch, F. J. Humphreys. ed. by AS Argon. - 1969.

[84] Fuller, C. B. h gp. Mechanical properties of Al (Sc, Zr) alloys at ambient and elevated temperatures / C. B. Fuller, D. N. Seidman, D. C. Dunand // Acta Materialia.

- 2003. - T. 51. - №. 16. - C. 4803-4814.

[85] Asgharzadeh, H. h gp. Microstructural features, texture and strengthening mechanisms of nanostructured AA6063 alloy processed by powder metallurgy / H. Asgharzadeh, A. Simchi, H. S. Kim // Materials Science and Engineering: A. - 2011.

- T. 528. - №. 12. - C. 3981-3989.

[86] Asgharzadeh, H. h gp. Microstructure and mechanical properties of oxide-dispersion strengthened Al6063 alloy with ultra-fine grain structure / H. Asgharzadeh, A. Simchi, H. S. Kim // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2011. - T. 42.

- №. 3. - C. 816-824.

[87] Topping, T. D. h gp. Influence of process parameters on the mechanical behavior of an ultrafine-grained Al alloy / T. D. Topping, B. Ahn, Y. Li, S. R. Nutt, E. J. Lavernia // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2012. - T. 43. - №. 2. -C. 505-519.

[88] Kim, W. J. h gp. Mechanical properties and microstructures of an AZ61 Mg Alloy produced by equal channel angular pressing / W. J. Kim, C. W. An, Y. S. Kim, S. I. Hong // Scripta Materialia. - 2002. - T. 47. - №. 1. - C. 39-44.

[89] Su, C. W. h gp. Properties of severe plastically deformed Mg alloys / C. W. Su, B. W. Chua, L. Lu, M. O. Lai // Materials Science and Engineering: A. - 2005. - T. 402. - №. 1. - C. 163-169.

[90] Kapoor, R. h gp. Softening of Al during multi-axial forging in a channel die / R. Kapoor, A. Sarkar, R. Yogi, S. K. Shekhawat, I. Samajdar, J. K. Chakravartty // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - T. 560. - C. 404-412

[91] Sauvage, X. h gp. Grain boundary segregation in UFG alloys processed by severe plastic deformation / X. Sauvage, A. Ganeev, Yu. Ivanisenko, N. Enikeev, M. Mu-rashkin, R. Valiev // Advanced Engineering Materials. - 2012. - T. 14. - №. 11. -C. 968-974.

[92] Valiev, R.Z. h gp. Superior Strength in Ultrafine-Grained Materials Produced by SPD Processing / R. Z. Valiev // Materials Transactions. - 2014. - T. 55. - №. 1. -C. 13-18.

[93] Sauvage, X. h gp. Atomic scale investigation of dynamic precipitation and grain boundary segregation in a 6061 aluminium alloy nanostructured by ECAP / X. Sauvage, M. Y. Murashkin, R. Z. Valiev // Kovove Mater. - 2011. - T. 49. - №. 1. - C. 11.

[94] Hug, E. h gp. Impact of the nanostructuration on the corrosion resistance and hardness of irradiated 316 austenitic stainless steels / E. Hug, R. Prasath Babu, I. Monnet, A. Etienne, F. Moisy, V. Pralong, N. Enikeev, M. Abramova, X. Sauvage, B. Radiguet // Applied Surface Science. - 2017. - T. 392. - C. 1026-1035.

[95] Abdulstaar, M. A. h gp. Severe plastic deformation of commercial purity aluminum by rotary swaging: Microstructure evolution and mechanical properties / M. A. Abdulstaar, E. A. El-Danaf, N. S. Waluyo, L. Wagner // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - T. 565. - C. 351-358.

[96] Salem, M. M. h gp. Mechanical properties and microstructure of AA 1050 processed by ECAP correlated to the strain tensor / M. M. Salem, E. A. El-Danaf, A.

A. El-Enany, A. A. Radwan // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2008.

- Т. 55. - №. 2. - С. 125-144.

[97] Fickett, F. R. Aluminum—1. A review of resistive mechanisms in aluminum / F. R. Fickett // Cryogenics. - 1971. - Т. 11. - №. 5. - С. 349-367.

[98] Мондольфо, Л. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Л. Ф. Мон-дольфо. - М. : Металлургия, 1979. - 640 с.

[99] Mulazimoglu, M. H. и др. Electrical conductivity of aluminium-rich Al-Si-Mg alloys / M. H. Mulazimoglu, R. A. L. Drew, J. E. Gruzelski // Journal of Materials Science Letters. - 1989. - Т. 8. - №. 3. - С. 297-300.

[100] Cahn, R. W. Physical Metallurgy / R. W. Cahn, P. Haasen (Eds). - Amsterdam : North-Holland Publ. Co., 1983.

[101] Islamgaliev, R. K. Grain boundary influence on the electrical resistance of submicron grained copper / R. K. Islamgaliev, N. A. Akhmadeev, R. R. Mulyukov, R. Z. Valiev // Physica Status Solidi (a). - 1990. - Т. 118. - №. 1. - C. 559-566

[102] Ziman, J. M. The Physics of Metals / J. M. Ziman. - Cambridge University Press, 1969. - 452 c.

[103] Narutani, T. и др. Grain-size strengthening in terms of dislocation density measured by resistivity / T. Narutani, J. Takamura // Acta Metallurgica et Materialia. - 1991.

- Т. 39. - №. 8. - С. 2037-2049.

[104] Andrews, P. V. и др. The effect of grain boundaries on the electrical resistivity of polycrystalline copper and aluminium / P. V. Andrews, M. B. West, C. R. Robeson // Philosophical Magazine. - 1969. - Т. 19. - №. 161. - С. 887-898.

[105] Komatsu, J. Technical specification on hardenability of Boron Steel / J. Komatsu // N. KES (KNOW HOW). - Т. 7. - №. 216. - С. 2.

[106] Rider, J. G. и др. An experimental determination of electrical resistivity of dislocations in aluminium / J. G. Rider, C. T. B. Foxon // Philosophical Magazine. - 1966.

- Т. 13. - №. 122. - С. 289-303.

[107] Karolik, A. S. и др. Calculation of electrical resistivity produced by dislocations and grain boundaries in metals / A. S. Karolik, A. A. Luhvich // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1994. - Т. 6. - №. 4. - С. 873.

[108] Clarebrough, L. M. h gp. Stored energy and electrical resistivity in deformed metals / L. M. Clarebrough, M. E. Hargreaves, M. H. Loretto // Philosophical Magazine. -1961. - T. 6. - №. 66. - C. 807-810.

[109] Kasen, M. B. Grain boundary resistivity of aluminium / M. B. Kasen // Philosophical Magazine. - 1970. - T. 21. - №. 171. - C. 599-610.

[110] Gangulee, A. The structure of electroplated and vapor-deposited copper films / A. Gangulee // Journal of Applied Physics. - 1972. - T. 43. - №. 3. - C. 867-873.

[111]Nakamichi, I. The electrical resistivity due to grain boundary and the boundary structure / I. Nakamichi // Journal of Science of the Hiroshima University. - 1990.

- T. 54. - №. 1. - C. 49-84.

[112] Aus, M. J. Electrical resistivity of bulk nanocrystalline nickel / M. J. Aus, B. Szpunar, U. Erb, A. M. El-Sherik, G. Palumbo, K. T. Aust // Journal of Applied Physics. - 1994. - T. 75. - №. 7. - C. 3632-3634.

[113] Gleiter, H. Nanocrystalline materials / H. Gleiter // Progress in Materials Science. -1989. - T. 33. - C. 223-315.

[114] Bakonyi, I. h gp. Structure and properties of fine-grained electrodeposited nickel / I. Bakonyi, E. Toth-Kadar, T. Tarnoczi, L. K. Varga, A. Cziraki, I. Gerocs, B. Fogarassy //Nanostructured Materials. - 1993. - T. 3. - №. 1-6. - C. 155-161.

[115] Nakamichi, I h gp. Correlation between the electrical resistivity due to grain boundary and the structure / I. Nakamichi, T. Kino // Transactions of the Japan Institute of Metals Supplement. - 1986. - T. 27. - C. 1013.

[116] Rivière, J. P. h gp. Electrical resistivity of nanocrystalline FeCo thin films / J. P. Rivière, P. Bouillaud, J. F. Dinhut, J. Delafond // Thin solid films. - 1989. - T. 176.

- №. 1. - C. L161-L165.

[117] McCrea, J. L. h gp. Electrical resistivity as a characterization tool for nanocrystalline metals / J. L. McCrea, K. T. Aust, G. Palumbo, U. Erb // MRS Online Proceedings Library Archive. - 1999. - T. 581. (1999).

[118] Miyajima, Y. h gp. Change in electrical resistivity of commercial purity aluminium severely plastic deformed / Y. Miyajima, S. Y. Komatsu, M. Mitsuhara, S. Hata, H.

Nakashima, N. Tsuji // Philosophical Magazine. - 2010. - T. 90. - №№. 34. - C. 44754488.

[119] Miyajima, Y. h gp. Microstructural change due to isochronal annealing in severely plastic-deformed commercial purity aluminium / Y. Miyajima, S. Y. Komatsu, M. Mitsuhara, S. Hata, H. Nakashima, N. Tsuji // Philosophical Magazine. - 2015. - T. 95. - №. 11. - C. 1139-1149.

[120] Islamgaliev, R. K. h gp. The role of grain boundaries in the electrical resistance of submicron grained nickel / R. K. Islamgaliev, R. Y. Murtazin, L. A. Syutina, R. Z. Valiev // physica status solidi (a). - 1992. - T. 129. - №. 1. - C. 231-236.

[121] Islamgaliev, R. K. h gp. The determination of the grain boundary width of ultrafine grained copper and nickel from electrical resistivity measurements / R. K. Islamgaliev, K. Pekala, M. Pekala, R. Z. Valiev // Physica Status Solidi (a). - 1997. - T. 162. - №. 2. - C. 559-566.

[122] Mito, M. h gp. Contactless electrical conductivity measurement of metallic submicron-grain material: Application to the study of aluminum with severe plastic deformation / M. Mito, H. Matsui, T. Yoshida, T. Anami, K. Tsuruta, H. Deguchi, T. Iwamoto, D. Terada, Y. Miyajima, N. Tsuji // Review of Scientific Instruments. -2016. - T. 87. - №. 5. - C. 053905.

[123] Botcharova, E. h gp. Mechanical and electrical properties of mechanically alloyed nanocrystalline Cu-Nb alloys / E. Botcharova, J. Freudenberger, L. Schultz // Acta Materialia. - 2006. - T. 54. - №. 12. - C. 3333-3341.

[124] Huang, Y. K. h gp. Electrical resistivity of nanocrystalline copper / Y. K. Huang, A. A. Menovsky, F. R. de Boer // Nanostructured materials. - 1993. - T. 2. - №. 5. - C. 505-513.

[125] Matveeva, I. Development and research of new aluminium alloys with transition and rare-earth metals and equipment for production of wire for electrotechnical applications by methods of combined processing. Light Metals 2013 / I. Matveeva, N. Dovzhenko, S. Sidelnikov, L. Trifonenkov, V. Baranov, E. Lopatina. - Cham : Springer, 2016. - C. 443-447.

[126] Knipling, K. E. и др. Nucleation and precipitation strengthening in dilute Al-Ti and Al-Zr alloys / K. E. Knipling, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Metallurgical and materials transactions A. - 2007. - Т. 38. - №. 10. - С. 2552-2563.

[127] Добаткин, В. И. Гранулируемые алюминиевые сплавы / В. И. Добаткин, В. И Елагин. - М : Металлургия, 1981. - 176 с.

[128] Murashkin, M. Y. и др. Mechanical and electrical properties of an ultrafine grained Al-8.5 wt.% RE (RE= 5.4 wt.% Ce, 3.1 wt.% La) alloy processed by severe plastic deformation / M. Y. Murashkin, I. Sabirov, A. E. Medvedev, N. A. Enikeev, W. Lefebvre, R. Z. Valiev, X. Sauvage // Materials & Design. - 2016. - Т. 90. - С. 433-442.

[129] Knipling, K. E. и др. Precipitation evolution in Al-Zr and Al-Zr-Ti alloys during isothermal aging at 375-425 C / K. E. Knipling, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Acta Materialia. - 2008. - Т. 56. - №. 1. - С. 114-127.

[130] Srinivasan, S. и др. Metastable phases in the Al3X (X= Ti, Zr, and Hf) intermetallic system / S. Srinivasan, P. B. Desch, R. B. Schwarz // Scripta Metallurgica et Materialia. - 1991. - Т. 25. - C. 2513-2516.

[131] Горелик, С. С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ / С. С. Горелик, Л. Н. Расторгуев, Ю. А. Скаков. - М. : Металлургия. - 1970. - 366 c.

[132] Murray, J. и др. The Al-Zr (aluminum-zirconium) system / J. Murray, A. Peruzzi, J. P. Abriata // Journal of phase equilibria. - 1992. - Т. 13. - №. 3. - С. 277-291.

[133] Zedalis, M. S. и др. Precipitation and ostwald ripening in dilute AI Base-Zr-V alloys / M. S. Zedalis, M. E. Fine // Metallurgical Transactions A. - 1986. - Т. 17. - №. 12. - С. 2187-2198.

[134] Бродова, И.Г. и др. Образование ультрадисперсной структуры в быстрозакри-сталлизованном Al сплаве с цирконием под воздействием интенсивной пластической деформации / И. Г. Бродова, В. В. Столяров, А. Б. Манухин, Т. И. Яблонских, Д. В. Башлыков, Е. П. Сошникова, Н. А. Золотова // Физика металлов и металловедение. - 2001. - Т. 91. - №5. - С. 68-74.

[135] Бродова, И. Г. и др. Фазовые и структурные превращения в Al-Cr-Zr сплаве после быстрой закалки расплава и сдвига под давлением / И. Г. Бродова, И. Г.

Ширинкина, О. В. Антонова // Физика металлов и металловедение. - 2007. -Т. 104. - № 3. - С. 294-301.

[136] Knipling, K. E. и др. Precipitation evolution in Al-0.1 Sc, Al-0.1 Zr and Al-0.1 Sc-0.1 Zr (at.%) alloys during isochronal aging / K. E. Knipling, R. A. Karnesky, C. P. Lee, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Acta Materialia. - 2010. - Т. 58. - №. 15. - С. 5184-5195.

[137] Williamson, G. K. и др. III. Dislocation densities in some annealed and cold-worked metals from measurements on the X-ray debye-scherrer spectrum / G. K. Williamson, R. E. Smallman // Philosophical Magazine. - 1956. - Т. 1. - №. 1. - С. 34-46.

[138] Mavlyutov, A. M. и др. Effect of annealing on microhardness and electrical resistivity of nanostructured SPD aluminium / A. M. Mavlyutov, A. S. Bondarenko, M. Y. Murashkin, E. V. Boltynjuk, R. Z. Valiev, T. S. Orlova // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - Т. 698. - С. 539-546.

[139] Мавлютов, А. М. и др. Влияние отжига на микроструктуру и механические свойства ультрамелкозернистого технически чистого Al / Мавлютов А. М., Латынина Т. А., Мурашкин М. Ю., Валиев Р. З., Орлова Т. С. // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. - 2017. - С. 162-166.

[140] Orlova, T. S. и др. Influence of grain boundary state on electrical resistivity of ultrafine grained aluminium / T. S. Orlova, A. M. Mavlyutov, A. S. Bondarenko, I. A. Kasatkin, M. Y. Murashkin, R. Z. Valiev // Philosophical Magazine. - 2016. -Т. 96. - №. 23. - С. 2429-2444.

[141] Мавлютов, A. M. и др. Влияние отжига на микроструктуру и механические свойства ультрамелкозернистого технически чистого Al / А. М. Мавлютов, Т. А. Латынина, М. Ю. Мурашкин, Р. З. Валиев, Т. С. Орлова // Физика твердого тела. - 2017. - Т. 59. - С. 1949-1955.

[142] Miyamoto, H. и др. Viscous nature of deformation of ultra-fine grain aluminum processed by equal-channel angular pressing / H. Miyamoto, K. Ota, T. Mimaki // Scripta Materialia. - 2006. - Т. 54. - №. 10. - С. 1721-1725.

[143] El-Danaf, E. A. и др. Enhancement of mechanical properties and grain size refinement of commercial purity aluminum 1050 processed by ECAP / E. A. El-Danaf,

M. S. Soliman, A. A. Almajid, M. M. El-Rayes // Materials Science and Engineering: A. - 2007. - Т. 458. - №. 1-2. - С. 226-234.

[144] Talebanpour, B. и др. Microstructural and mechanical properties of commercially pure aluminum subjected to dual equal channel lateral extrusion / B. Talebanpour, R. Ebrahimi, K. Janghorban // Materials Science and Engineering: A. - 2009. - Т. 527. - №. 1-2. - С. 141-145.

[145] Reihanian, M. и др. Analysis of the mechanical properties and deformation behavior of nanostructured commercially pure Al processed by equal channel angular pressing (ECAP) / M. Reihanian, R. Ebrahimi, N. Tsuji, M. M. Moshksar // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Т. 473. - №. 1-2. - С. 189-194.

[146] Zeng, W. и др. Rapid hardening induced by electric pulse annealing in nanostructured pure aluminum / W. Zeng, Y. Shen, N. Zhang, X. Huang, J. Wang, G. Tang, A. Shan // Scripta Materialia. - 2012. - Т. 66. - №. 3-4. - С. 147-150.

[147] Гордеева, Т. А. и др. Анализ изломов при оценке надежности материалов. / Т. А. Гордеева, И. П. Жегина - Машиностроение, 1978. - С. 200.

[148] Орлова, Т. С. И др. Упрочнение отжигом и реализация высокой пластичности УМЗ алюминия: эксперимент и теория / Т. С. Орлова, Н. В. Скиба, А. М. Мавлютов, М. Ю. Мурашкин, Р. З. Валиев, М. Ю. Гуткин // Сборник материалов XXIII Петербургских чтений по проблемам прочности. - 2018. - С. 252 -254.

[149] Gutkin, M. Y. и др. Crossover from grain boundary sliding to rotational deformation in nanocrystalline materials / M. Yu. Gutkin, I. A. Ovid'ko, N. V. Skiba // Acta Materialia. - 2003. - Т. 51. - №. 14. - С. 4059-4071.

[150] Gutkin, M. Y. и др. Strengthening and softening mechanisms in nanocrystalline materials under superplastic deformation / M. Yu. Gutkin, I. A. Ovid'ko, N. V. Skiba // Acta Materialia. - 2004. - Т. 52. - №. 6. - С. 1711-1720.

[151] Gutkin, M. Y. и др. Emission of partial dislocations from triple junctions of grain boundaries in nanocrystalline materials / M. Yu. Gutkin, I. A. Ovid'ko, N. V. Skiba // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2005. - Т. 38. - №. 21. - С. 3921.

[152] Gutkin, M. Y. и др. Generation of deformation twins in nanocrystalline metals: Theoretical model / M. Yu. Gutkin, I. A. Ovid'ko, N. V. Skiba // Physical Review

B. - 2006. - Т. 74. - №. 17. - С. 172107.

[153] Gutkin, M. Y. и др. Crack-stimulated generation of deformation twins in nanocrystalline metals and ceramics / M. Yu. Gutkin, I. A. Ovid'ko, N. V. Skiba // Philosophical Magazine. - 2008. - Т. 88. - №. 8. - С. 1137-1151.

[154] Hirth, J. P. Theory of Dislocations / J. P. Hirth, J. Lothe. - New York : Wiley, 1982. - 857 c.

[155] Hasnaoui, A. и др. On non-equilibrium grain boundaries and their effect on thermal and mechanical behaviour: a molecular dynamic computer simulation / A. Hasnaoui, H. Van Swygenhoven, P. M. Derlet // Acta Materialia. - 2002. - Т. 50. -№. 15. - С. 3927-3939.

[156]Nazarov, A. A. и др. On the structure, stress fields and energy of nonequilibrium grain boundaries / A. A. Nazarov, A. E. Romanov, R. Z. Valiev // Acta metallurgica et materialia. - 1993. - Т. 41. - №. 4. - С. 1033-1040.

[157] Burstein, E. Tunneling phenomena in solids. / E. Burstein, S. Lundqvist (ed.). -New York: Plenum Press, 1969. - С. 13.

[158] Mayadas, A. F. и др. Electrical-resistivity model for polycrystalline films: the case of arbitrary reflection at external surfaces / A. F. Mayadas, M. Shatzkes // Physical review B. - 1970. - Т. 1. - №. 4. - С. 1382.

[159] Мавлютов, А.М. и др. Влияние микроструктуры на физико-механические свойства алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, наноструктурированного интенсивной пластической деформацией / А.М. Мавлютов, И.А. Касаткин, М.Ю. Мурашкин, Р.З. Валиев, Т.С. Орлова // Физика твердого тела. - 2015. -Т. 57. -№ 10. - С. 1998-2004.

[160] Mavlyutov, A. M. и др. Influence of additional deformation on microstructure, mechanical and electrical properties of Al-Mg-Si alloy processed by high pressure torsion / A. M. Mavlyutov, T. S. Orlova, T. A. Latynina, I. A. Kasatkin, M. Yu. Murashkin, R. Z. Valiev // Reviews on Advanced Materials Science. - 2017. - Т. 52. -

C. 61-69.

[161] Мавлютов, А. М. и др. Микроструктура и функциональные свойства алюминиевого сплава 6201, наноструктурированного методом интенсивной пластической деформации / А. М. Мавлютов, И. А. Касаткин, М. Ю. Мурашкин, Р. З. Валиев, Т. С. Орлова // Сборник материалов Международного симпозиума «Перспективные материалы и технологии». - 2015. - С. 120-123.

[162] Мавлютов, А. М. и др. Взаимосвязь микроструктуры, прочности и электрических свойств УМЗ сплава Al6201 после интенсивной пластической деформации / А. М. Мавлютов, Т. А. Латынина, М. Ю. Мурашкин, Р. З. Валиев, Т. С. Орлова // Сборник материалов XXII Петербургских чтений по проблемам прочности - 2016. - С. 284-286.

[163] Ilario, P. Machine for the continuous casting of metal rods : пат. 2659948 США. -1953.

[164] Schoerner, R. J. Method of fabricating aluminum alloy rod : пат. 3670401 США. -1972.

[165] Мавлютов, А. М. и др. Влияние интенсивной пластической деформации на микроструктуру и физико-механические свойства сплава Al-0.4Zr / А. М. Мавлютов, Т. А. Латынина, М. Ю. Мурашкин, Р. З. Валиев, Т. С. Орлова // Материаловедение. - 2018. - № 3. - С. 7-14.

[166] Мавлютов, А. М. и др. Влияние интенсивной пластической деформации на микроструктуру, прочность и электропроводность сплава Al-0.4Zr, подвергнутого старению / А. М. Мавлютов, Т. А. Латынина, М. Ю. Мурашкин, Р. З. Валиев, Т. С. Орлова // Сборник материалов XXIII Петербургских чтений по проблемам прочности. - 2018. - С. 148 - 150.

[167] Kutner, F. и др. Effect of addition elements and heat-treatment on the specific electrical resistivity / F. Kutner, G. Lang // Aluminium. - 1976. - Т. 52. - С. 322-326.

[168] Belov, N. A. и др. Effect of Zr additions and annealing temperature on electrical conductivity and hardness of hot rolled Al sheets / N. A. Belov, A. N. Alabin, I. A. Matveeva, D. G. Eskin // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. -2015. - Т. 25. - №. 9. - С. 2817-2826.