Streszczenie: Wytwarzanie materiałów o strukturze nano- i ultradrobnoziarnistej stanowi obecnie jeden z prężnie rozwijających się obszarów badań w dziedzinie inżynierii materiałowej. Zgodnie z zależnością Halla-Petcha zmniejszenie wielkości ziarna materiału krystalicznego, determinuje wzrost granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie oraz twardości charakterystycznej dla danego materiału. Rozdrobnienie ziarna materiału metalicznego do poziomu nano- i ultradrobnoziarnistego można otrzymać za pomocą grupy metod dużych odkształceń plastycznych SPD (ang. severe plastic deformation). W wyniku odkształcenia SPD,
wraz z rozdrobnieniem struktury, wzrastają właściwości mechaniczne materiału, a przy tym są zachowane dobre właściwości plastyczne [1]. Do metod SPD należy walcowanie z poosiowym ruchem walców RCMR (ang. rolling with cyclic movement of rolls), które zostało opatentowane na Politechnice Śląskiej
na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Metalurgii w Katedrze Technologii Metali. Jako metoda SPD,
walcowanie RCMR jest stosowane od niedawna, gwarantuje jednak pożądane rozdrobnienie struktury do poziomu
nano- i ultradrobnoziarnistego.

W wielu ośrodkach badawczych prowadzone są prace mające na celu wyjaśnienie zjawisk zachodzących w mikrostrukturze stopu Al-Li [2], w tym wyjaśnienie mechanizmu kształtowania się nowych ziarn po zastosowaniu odkształcania SPD. Dzięki umocnieniu materiału na skutek stosowania dużych odkształceń plastycznych
stopy Al-Li uzyskują oryginalną kombinację właściwości, co daje możliwość stosowania stopów jako alternatywę dla obecnie stosowanych materiałów w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Jak do tej pory nie zostały przeprowadzone badania stopów Al-Li odkształcanych metodą walcowania z poosiowym ruchem walców.

W pracy podjęto jakościową i ilościową analizę struktury dwu- trój- i czteroskładnikowych stopów
Al-Li poddanych zamiennej obróbce cieplnej i przeróbce plastycznej z wykorzystaniem techniki walcowania
z poosiowym ruchem walców RCMR. Stopy te należą do grupy materiałów, które mogą być utwardzane wydzieleniowo. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że występowanie faz wtórnych sprzyja rozdrobnieniu struktury.

Próbki odkształcano przy następujących parametrach: amplituda przemieszczenia poprzecznego walców A=0,8mm, częstotliwość ruchu poosiowego walców f=2Hz, prędkość obrotowa walców V=1obr./min,
gniot względny =50% oraz  =30%.

Badania mikrostruktury przeprowadzono wykorzystując mikroskop świetlny OLYMPUS FC7, skaningowo transmisyjny mikroskop elektronowy Hitachi HD-2300A, z działem typu FEG, który jest wyposażony w detektor EDS, umożliwiający analizę składu chemicznego. Do pomiarów mikrotwardości zastosowano metodę Vickersa przy obciążeniu 0,2 kg. Pomiary zostały przeprowadzone na zautomatyzowanym twardościomierzu
z funkcją do pomiarów w mikroobszarach firmy Future-Tech  FM-700. Do analizy ilościowej ziarn i podziarn zastosowano program Metilo.

Literatura:

[1] Rodak K., Kształtoanie struktury i właściwości mechanicznych Cu i Al metodą ściśkania z oscylacyjnym skręcaniem. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012.

[2] Eswara Prasad N., Gokhale Amol A., Wanhil R.J.H., Aluminum-lithium alloys. Processing, properties,
and applications. Imprint: Butterworth-Heinemann, 2013.

Adres do korespondencji: agata.brzezinska@polsl.pl