Nanostructural formation by severe plastic deformation

Formación nanoestructural por deformación plástica severa

Se investigó la influencia de las deformaciones plásticas severas en las propiedades estructurales, mecánicas y plásticas de ARMCO-Fe en el procedimiento de prensado angular de canal igual. También se aplicaron simulaciones matemáticas de los campos de tensión y temperatura.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, el tema de intensa investigación es el refinado de varios tipos de estructuras de materiales, que tienen un valor bajo de resistencia a la deformación básica durante los procesos de deformación masiva por deformación plástica severa.

- SPD a la temperatura ambiente. El propósito de SPD es obtener la estructura resultante a nivel de nm (estructura ultrafina) a partir del nivel de mm original [1, 2].

Hay dos formas de realización de SPD [2]: compresión angular de canal igual (ECAP) y torsión de alta presión (HTP) realizada por las altas tensiones. El ECAP histórico se desarrolló en la antigua URSS hace más de 20 años [3], pero el interés en su aplicación comenzó aproximadamente 8 años antes [4].

El alto valor de dureza, elongación, facilidades de fatiga y el aumento de la superplasticidad caracterizan a los materiales con estructura ultrafina en SPD. El logro de las instalaciones enumeradas está condicionado por las estructuras nanocristalinas, su distribución en volumen, tensiones internas, textura y otras características de la estructura. Los trabajos experimentales, que son realizados por SPD en ECAP sobre materiales de Ni, Al, Cu, Ti y sus aleaciones, se describen en la literatura [6, 7]. Solo hay algunas referencias sobre SPD realizadas en material ARMCO-Fe, concretamente mediante el proceso HTP [5].

El artículo trata sobre la influencia del SPD realizado en ECAP sobre las propiedades mecánicas y la estructura de ARMCO - Fe.

MATERIALES Y MÉTODOS EXPERIMENTALES

En los experimentos se utilizó la aleación ARMCO-Fe. Las simulaciones matemáticas de la primera pasada fueron encontradas por el producto de software FORMFEM, el cual está basado en el FEM. El material experimental se extruyó en matriz ECAP. Se realizaron seis deformaciones a temperatura ambiente en la matriz ECAP. Los materiales de extrusión se giraron antes de la siguiente entrada aproximadamente 180°. El proceso ECAP fue realizado por un equipo hidráulico, lo que permite realizar la fuerza máxima en el nivel 1 MN. Se fabricaron especímenes de prueba cortos (d₀ = 5 mm, l₀ = 10 mm) para la prueba de tracción estática a partir de muestras extruidas en el proceso ECAP. Se prepararon dos especímenes de prueba a partir de cada muestra extruida. Como resultado, se utilizó el valor promedio de los datos de dos especímenes de prueba. El ensayo de tracción estática se realizó a temperatura ambiente con equipo ZWICK 1387 de acuerdo con la norma STN 420310 (STN EN 10002 - 5). La microdureza se midió por el método Vickers en un dispositivo Hanemann.