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Plastic deformation of aluminium bicrystals having ∑7 and ∑21 coincidence tilt boundaries

1980; University of Toronto Press; Volume: 28; Issue: 11 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(80)90061-9

1878-0768

Seiji Miura, Kazuo Hamashima, K.T. Aust,

Electromagnetic Effects on Materials

Three types of isoaxial summetrical bicrystals and their component single crystals were tested in tension to clarify the effect of the grain boundary on plastic properties. The 〈111〉 oriented bicrystal was deformed by the mode similar to that of the 〈111〉 oriented single crystal. Fine multiple slip which appeared from the early stage of plastic deformation was suppressed at the boundary. It was found that the flow stress of this bicrystal was almost equal to that of the component single crystal and the effect of grain boundary on the flow stress did not appear. Two bicrystals having the ∑7 and ∑21 coincidence tilt boundary were deformed by single slip at the early stage of plastic deformation. The flow stress of each bicrystal was increased by the presence of the boundary. The boundary strength rapidly increased from the yield point to 0.5% strain by the interaction between primary slip and additional slip in the vicinity of the boundary; only a slight increase was observed from about 1.0–5.0% strain. The effect of the grain boundary on the flow stress of the bicrystal is prominent by introducing multiple slip near the grain boundary in the stage 1 region of the component single crystal but not prominent in the stage II region. The effect of the grain boundary on the flow stress is negligible after multiple slip takes place away from the boundary in the adjoining grains. Nous avons déformé en traction trois types de bicristaux isoaxiaux symétriques et les monocristaux qui les constituent afin de préciser l'influence du joint de grains sur les proprieétés plastiques. Le bicristal 〈111〉 a subi le même mode de déformation que le monocristal 〈111〉. Le fin glissement multiple, qui apparait dès les premiers stades de la déformation, était supprimé au joint. La contrainte d'écoulement de ce bicristal était pratiquement égale à celle du monocristal composant et le joint de grains ne modifiait apparemment pas la limite élastique. Nous avons déformé en glissement simple deux bicristaux présentant des joints de torsion de coïncidence ∑7 et ∑21 et nous avons en étudié les premiers stades de la déformation plastique. La contrainte d'écoulement des deux bicristaux était augmentée par la présence du joint. La résistance mécanique du joint augmentait rapidement de la limite élastique à une déformation de 0,5% du fait d'une interaction entre le glissement primaire et des glissements secondaires au voisinage du joint; on n'observait ensuite qu'une faible augmentation pour une déformation comprise entre 1–5% environ. Le joint de grains influe notablement sur la contrainte d'écoulement du bicristal en introduisant du glissement multiple au voisinage du joint dans le stade I des monocristal composant, mais cette influence est faible dans le stade II. L'influence du joint de grains sur la contrainte d'écoulement devient négligeable lorsque le glissement multiple se développe loin du joint dans les grains adjacents. Es wurden drei isoaxial symmetrische Bikristalle und deren Komponenten-Einkristalle im Zugversuch verformt, um den Einfluβ der Korngrenze auf die plastischen Eigenschaften zu untersuchen. Der 〈111〉-orientierte Bikristall wurde in einer ähnlichen Art wie der 〈111〉-orientierte Einkristall verformt. Die feine Vielfachgleitung, die von Anfang der plastischen Verformung an auftrat, war an der Korngrenze unterdrückt. Es ergab sich, daβ die Flieβspannung dieses Biknstalles nahezu gleich der des Komponenten-Einkristalles war; die Flieβspannung war durch die Korngrenze nicht beeinfluβt. Zwei Bikristalle mit ∑7- und ∑21-Koinzidenz-Kippgrenzen verformten sich zu Anfang in Einfachgleitung. Die Flieβspannung eines jeden Bikristalles war durch die Korngrenze erhöht. Die Korngrenzfestigkeit erhöhte sich rasch zwischen Flieβpunkt und 0,5% Dehnung wegen der Wechselwirkung zwischen primärer und zusätzlicher Gleitung in der Nähe der Grenze; zwischen 1,0 und 5,0% Dehnung wurde ein nur schwacher Anstieg beobachtet. Der Einfluβ der Korngrenze auf die Flieβspannung des Bikristalles ist deutlich im Bereich I des Komponenten-Einkristalles dadurch, daβ Vielfachgleitung in der Nähe der Korngrenze auftritt; im Bereich II ist der Einfluβ unbedeutend. Der Einfluβ der Korngrenze wird vernachlässigbar, wenn Vielfachgleitung in den angenzenden Körnern—entfernt von der Korngrenze— auftritt.