Effect of annealing twins on grain boundary migration in high-purity copper

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The effect of grain boundary retardation by annealing twins in pure copper has been experimentally and theoretically investigated. A model that describes the influence of annealing twins on the migration of grain boundaries in pure metals has been proposed. The retarding force from the twins has been demonstrated to be analogous to the Zener retarding force created by incoherent fine particles. An equation has been derived to calculate the retarding force induced by annealing twins. The force has been demonstrated to be inversely proportional to the size of the twins and directly proportional to their volume fraction. The simulation results have been compared with the experimental results. A satisfactory correlation between the theoretical and experimental results has been achieved.

Sobre autores

N. Sakharov

Lobachevskii Nizhny Novgorod State University

Autor responsável pela correspondência
Email: nvsaharov@nifti.unn.ru
Rússia, Nizhny Novgorod, 603950

V. N. Chuvil’deev

Lobachevskii Nizhny Novgorod State University

Email: nvsaharov@nifti.unn.ru
Rússia, Nizhny Novgorod, 603950

Bibliografia

  1. Rollett A., Rohrer G., Humphreys J. Recrystallization and Related Annealing Phenomena. Elsevier, 2017. 734 p.
  2. Wang S., Song H., Chen Y., Zhang S., Li H. Evolution of annealing twins and recrystallization texture in thin-walled copper tube during heat treatment // Acta Metal. Sinica (English Letters). 2020. V. 33. P. 1618–1626.
  3. Chen X.P., Li L.F., Sun H.F., Wang L.X., Liu Q. Studies on the evolution of annealing twins during recrystallization and grain growth in highly rolled pure nickel // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 622. P. 108–113.
  4. Horton D., Thomson C.B., Randle V. Aspects of twinning and grain growth in high purity and commercially pure nickel // Mater. Sci. Eng. A. 1995. V. 203. P. 408–414.
  5. Randle V., Rios P.R., Hu Y. Grain growth and twinning in nickel // Scripta Mater. 2008. V. 58. P. 130–133.
  6. Jin Y., Lin B., Rollett A.D., Rohrer G.S., Bernacki M., Bozzolo N. Thermo-mechanical factors influencing annealing twin development in nickel during recrystallization // J. Mater. Sci. 2015. V. 50. P. 5191–5203.
  7. Yang J., Luo J., Li X., Li M. Evolution mechanisms of recrystallized grains and twins during isothermal compression and subsequent solution treatment of GH4586 superalloy // J. Alloys Compounds. 2021. V. 850. P. 156732.
  8. Mandal S., Bhaduri A.K., Sarma V. Studies on twinning and grain boundary character distribution during anomalous grain growth in a Ti-modified austenitic stainless steel // Mater. Sci. Eng. A. 2009. V. 515. P. 134–140.
  9. Chen X., Lin Y., Wu F. EBSD study of grain growth behavior and annealing twin evolution after full recrystallization in a nickel-based superalloy // J. Alloys Compounds. 2017. V. 724. P. 198–207.
  10. Li Z., Zhang L., Sun N., Sun Y., Shan A. Effects of prior deformation and annealing process on microstructure and annealing twin density in a nickel based alloy // Mater. Character. 2014. V. 95. P. 299–306.
  11. Cui C.Y., Gu Y.F., Yuan Y., Osada T., Harada H. Enhanced mechanical properties in a new Ni–Co base superalloy by controlling microstructures // Mater. Sci. Eng. A. 2011. V. 528. P. 5465–5469.
  12. Gao Y., Ding Y., Chen J., Xu J., Ma Y., Wang X. Effect of twin boundaries on the microstructure and mechanical properties of Inconel 625 alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 767. P. 138361.
  13. Qian M., Lippold J.C. The effect of annealing twin-generated special grain boundaries on HAZ liquation cracking of nickel-base superalloys // Acta Mater. 2003. V. 51. P. 3351–3361.
  14. Bober D., Lind J., Mulay R., Rupert T., Kumar M. The formation and characterization of large twin related domains // Acta Mater. 2017. V. 129. P. 500–509.
  15. Wang W., Brisset F., Helbert A.L., Solas D., Drouelle I., Mathon M.H., Baudin T. Influence of stored energy on twin formation during primary recrystallization // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 589. P. 112–118.
  16. Baudin T., Etter A.L., Penelle R. Annealing twin formation and recrystallization study of cold-drawn copper wires from EBSD measurements // Mater. Character. 2007. V. 58. P. 947–952.
  17. McCarley J., Tin S. Understanding the effects of recrystallization and strain induced boundary migration on ∑3 twin boundary formation in Ni-base superalloys during iterative sub-solvus annealing // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 740–741. P. 427–438.
  18. Ebrahimi G.R., Momeni A., Ezatpour H.R., Jahazi M., Bocher P. Dynamic recrystallization in Monel400 Ni-Cu alloy: Mechanism and role of twinning // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 744. P. 376–385.
  19. Jin Y., Lin B., Bernacki M., Rohrer G.S., Rollett A.D., Bozzolo N. Annealing twin development during recrystallization and grain growth in pure nickel // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 597. P. 295–303.
  20. Sharma N., Shekhar S. New insights into the evolution of twin boundaries during recrystallization and grain growth of low-SFE FCC alloys // Mater. Character. 2020. V. 159. 110015.
  21. Du Z., Liu X., Gui J., Ke Y., Zhang L. Influence of MnS inclusions on dynamic recrystallization and annealing twins formation during thermal deformation // J. Mater. Research Technol. 2022. V. 16. P. 1371–1387.
  22. Pande C., Imam M. Grain growth and twin formation in boron-doped nickel polycrystals // Mater. Sci. Eng. A. 2009. V. 512. P. 82–86.
  23. Wang L.X., Chen X.P., Chen D., Sun H.F., Liu Q. Effect of preferential orientation on the annealing twins during the low temperature treatment in nickel // Materials Science and Engineering A. 2016. V. 676. P. 48–55.
  24. Fullman R.L., Fisher J.C. Formation of annealing twins during grain growth // J. Appl. Phys. 1951. V. 22. P. 1350–1355.
  25. Gleiter H. The formation of annealing twins // Acta Metal. 1969. V. 17. P. 1421–1428.
  26. Meyers M.A., Murr L.E. A model for the formation of annealing twins in fcc metals and alloys // Acta Metal. 1978. V. 26. P. 951–962.
  27. Huber J., Hatherly M. Nucleation of recrystallized grains in heavily cold-worked α-brass // Metal Sci. 1979. V. 13. P. 665–669.
  28. Grovenor C.R.M., Smith D.A., Goringe M.J. Nucleation and migration of high angle grain boundaries in bilayer foils. I: Nucleation // Thin Solid Films. 1980. V. 74. P. 257–267.
  29. Mahajan S., Pande C.S., Imam M.A., Rath B.B. Formation of annealing twins in fcc. crystals // Acta Mater. 1997. V. 45. P. 2633–2638.
  30. Cahoon J.R., Li Q., Richards N.L. Microstructural and processing factors influencing the formation of annealing twins // Mater. Sci. Eng. A. 2009. V. 526. P. 56–61.
  31. Грязнов М.Ю., Сысоев А.Н., Чувильдеев В.Н. Внутреннее трение в микрокристаллических металлах. Часть 1. Экспериментальные исследования микрокристаллических меди и никеля // Материаловедение. 1999. № 5. C. 107–116.
  32. Bachmann F., Hielscher R., Schaeben H. Texture Analysis with MTEX – Free and Open Source Software Toolbox // Solid State Phenomena. 2010. V. 160. P. 63–68.
  33. Чувильдеев В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения. М.: Физматлит, 2004. 304 с.
  34. Сахаров Н.В., Чувильдеев В.Н. Исследование влияния примесей на первичную рекристаллизацию в чистых металлах // ФММ. 2022. Т. 123. № 8. С. 851–858.
  35. Taylor J.W. An evaluation of interface energies in metallic systems // J. Institute of Metals. 1957–1958. V. 86. P. 456–463.
  36. Орлов А.Н., Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В. Границы зерен в металлах. М.: Металлургия, 1980. 156 с.
  37. Смитлз К.Дж. Металлы. Справочник. М.: Металлургия, 1980. 445 с.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».