Forming of ultrafine grained structure in aluminium by CGP method

Formación de una estructura de grano ultrafino en aluminio por el método CGP

Se utilizó el método de deformación plástica severa conocido como prensado de ranura restringido (CGP) para producir una estructura de grano ultrafino (UFG) en aluminio recristalizado (99,99%) a temperatura ambiente. El impacto del prensado de ranuras repetido sobre el refinamiento de la microestructura se investigó mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) de láminas delgadas. Los cambios en las propiedades mecánicas medidas mediante ensayos de tracción y de dureza se relacionaron con el desarrollo de la microestructura. El límite elástico y la resistencia última a la tracción alcanzaron un máximo tras cuatro pasadas. La pérdida de ductilidad se observó en todas las chapas procesadas. Los valores de dureza medidos en distintas zonas de las placas deformadas indicaron una distribución heterogénea de la deformación, independientemente de que se mantuviera un alto grado de deformación.

INTRODUCCIÓN

En 2001, Zhu et al. describieron un método de SPD basado en el corrugado y enderezado repetitivo conocido actualmente como CGP [1,2]. Este método consiste en doblar un tocho recto con herramientas corrugadas y, a continuación, restaurar la forma recta del tocho con herramientas planas. La repetición del proceso es necesaria para obtener una gran deformación y los cambios estructurales deseados. Se ha demostrado que se puede introducir una estructura de grano ultrafino en metales y aleaciones utilizando este método [3,4]. Los metales con estructura de grano ultrafino (UFG) presentan una gran resistencia en comparación con los materiales con estructuras de grano micrométrico. El inconveniente de los materiales con estructura de grano ultrafino es su ductilidad limitada [5,6]. Uno de los enfoques para mejorar la ductilidad en los metales UFG es explicar el cambio en el mecanismo de deformación en una microestructura de grano ultrafino que se caracteriza principalmente por límites de alto ángulo y una gran fracción de volumen de límites de grano no equlibrados [7,8]. A menudo se considera que los mecanismos de deformación de los metales UFG se rigen no sólo por la actividad de las dislocaciones de la red, sino también por mecanismos como la rotación del grano y el deslizamiento de los límites de grano [9]. Debido a la complejidad de la microestructura de los materiales procesados mediante ECAP, no se comprende claramente si estos mecanismos de límite de grano actúan y cómo lo hacen, ni si contribuyen de forma beneficiosa a las propiedades mecánicas. Desde este punto de vista, el estudio de la evolución de la microestructura y del carácter de los límites resulta muy importante para evaluar su influencia en las propiedades mecánicas. Repitiendo el proceso CGP, se puede acumular una gran cantidad de deformación plástica en la muestra sin cambiar sustancialmente las dimensiones iniciales. El método se ha revelado como un método potencial para el refinamiento de estructuras en metales.