Formation of ultrafine-grained (UFG) structure and mechanical properties by severe plastic deformation (SPD)

Formación de la estructura de grano ultrafino (UFG) y propiedades mecánicas mediante deformación plástica severa (SPD)

El cobre comercial puro (99,9% Cu) se deformó mediante prensado angular de canal igual (ECAP) utilizando hasta 10 pasadas, ruta C. La evolución de la microestructura y el carácter de fractura se observaron mediante OM, SEM y TEM. El tamaño medio de grano disminuyó con el aumento de la deformación, después de 10 pasadas a 100 - 300 nm. El análisis TEM sugirió el posible mecanismo de formación de nanoestructuras mediante la formación de una estructura celular en los granos, la formación de subgranos y, a continuación, la formación de nanogranos de alto ángulo con orientación aleatoria. Las fracturas del material ECAP Cu después de 10 pasadas tenían carácter dúctil transcristalino con morfología de hoyuelo.

INTRODUCCIÓN

Se han realizado numerosos trabajos de investigación sobre el desarrollo de nuevos materiales nanoestructurados. Éstos presentan una microestructura fina con un tamaño medio de grano inferior a 100 nm y manifiestan excelentes propiedades físicas y mecánicas. Se han desarrollado diversas tecnologías para preparar materiales nanoestructurados. Algunas de ellas eran los métodos pulvimetalúrgicos (PM). La fase importante de estos métodos es la preparación del polvo [1-2] y la compactación [2]. Aún persisten los problemas de la porosidad residual de los materiales PM, el problema de las impurezas y el crecimiento del grano en las siguientes fases de la producción. La deformación plástica severa parece ser una forma más conveniente de resolver los problemas enumerados.

La producción de la nanoestructura en sistemas metálicos compactos se estudió, por ejemplo, en los trabajos [3-4]. La elección puede ser el prensado angular de canal igual (ECAP). Se trata del prensado del material experimental a través de dos canales en ángulo recto (normalmente 90°) de una matriz especial. La tecnología ECAP permite obtener una microestructura de grano muy fino, la nanoestructura, mediante prensados múltiples a través de la matriz. Se ha estudiado y analizado el desarrollo de nanogranos de alto ángulo en metales y aleaciones, con subestructuras específicas, disponiendo las dislocaciones en celdas y en los límites de grano [5-6]. Se describieron evaluaciones estadísticas de la heterogeneidad de las nanoestructuras producidas por deformación plástica [7]. Se pueden obtener propiedades mecánicas mejoradas mediante deformación plástica severa. Se ha descrito una elevada resistencia y ductilidad en diferentes sistemas [8-9].