CC BY
1СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЛАМИНАТОВ С НЕСМЕШИВАЮЩИМИСЯ
КОМПОНЕНТАМИ ПРИ КВД
Мазилкин А.1'2, Бейгельцимер Я.2, Страумал Б.1'2, Барецкий Б.2, Эстрин Ю.3,
Кулагин Р.2
1 Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна, Черноголовка, Россия 2Institute of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology, Eggenstein-Leopoldshafen,
Germany
3Department of Materials Science and Engineering, Monash University, Clayton, Victoria
Australia
Механизм структурной эволюции трехслойного ламината Cu-Mo-Cu при кручении под высоким давлением был изучен с использованием сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, атомно-зондовой томографии и наноиндентирования, моделированием методом конечных элементов. Результаты демонстрируют постепенное измельчение компонента Mo; большая степень измельчения наблюдается в периферийной части дискообразного образца HPT, хотя некоторая неоднородность структуры сохраняется даже при гигантской степени накопленной деформации сдвига. Распределение элементов, рассчитанное с помощью картирования STEM-EDX, а также ЭБ-реконструкция результатов атомно-зондовой томографии, показывает значительную степень смешивания компонентов образца на атомном уровне, так что концентрация меди в Mo достигает ~4.3 ат. %; соответствующая концентрация Mo в Cu составляет ~6 ат. %. Эти наблюдения коррелируют с результатами наноиндентирования, показывающими увеличение твердости обеих фаз за счет деформационного упрочнения и упрочнения твердого раствора, а также измельчения зерен. Численное моделирование позволило детально описать стадии фрагментации структуры, включая ее самоорганизующуюся природу, показать образование предвестников разрыва в твердом слое Mo и деформацию более твердых фрагментов в более мягкой матрице. Предложенная модель процесса предполагает развитие фрактальной самоорганизующейся самоподобной структуры под влиянием таких факторов, как распределение элементарных составляющих ламината, их механические свойства и условия обработки HPT.
