ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СТРУКТУРУ AL-LI-СПЛАВОВ И МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)
- Авторы: Шарифуллина Э.Р.1, Швейкин А.И.1, Трусов П.В.1
- Учреждения:
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет
- Выпуск: № 6 (2023)
- Страницы: 135-157
- Раздел: Статьи
- URL: https://ered.pstu.ru/index.php/mechanics/article/view/4036
- DOI: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2023.6.13
- Цитировать
Аннотация
Использование структурной сверхпластичности является перспективным направлением развития технологий создания изделий сложной формы с улучшенными физико-механическими и эксплуатацион- ными характеристиками. Деформирование в режиме сверхпластичности характеризуется пониженными (в сравнении с обычной пластической обработкой) нагрузками на обрабатывающие инструменты и со- кращением числа операций финишной обработки. Предпочтительным представляется реализация обра- ботки в режиме структурной сверхпластичности при относительно умеренных гомологических темпера- турах (менее 0,7) и высоких скоростях (порядка 10–2 с–1), в котором возможно сохранение равноосной формы зерен с несущественным изменением их размеров. При обозначенных условиях для многих спла- вов, предварительно подготовленных методами интенсивной пластической деформации, в эксперимен- тах на одноосное растяжение с выходом в режим структурной сверхпластичности наблюдается стадий- ность (колоколообразность) кривых растяжения. Последнее связано с действием и взаимодействием раз- личных физических механизмов, сменой их ролей в ходе процесса деформирования, с эволюцией дефектной структуры материала. На перечисленные факторы оказывают влияние исходные темпера- турно-скоростные условия и характеристики структуры материала после его предварительной обработки, в частности, форма и размеры зерен, доля высокоугловых границ, степень рекристаллизованности струк- туры, наличие легирующих добавок, которые могут образовывать в материале различные фазы. В пред- лагаемом обзоре предпринята попытка систематизировать экспериментальные данные по сверхпластич- ности алюминиевых сплавов 1420 и 1421 с акцентированием внимания на основных характеристиках структуры материала до и во время испытания на сверхпластическое деформирование, а также ее вли- яние на действующие механизмы. Это позволит сформировать более полное представление о физиче- ской природе процесса деформирования с переходом к режиму структурной сверхпластичности для алю- миниевых сплавов и разработать сценарий действия и взаимодействия механизмов с учетом влияния эволюционирующей структуры материала. Указанное будет являться концептуальной основной для раз- вития многоуровневой конститутивной модели неупругого деформирования сплавов, способной описы- вать изменение структуры материала и смену режимов деформирования, необходимой для совершен- ствования технологий сверхпластического формования.
Полный текст
Алюминиевые сплавы находят широкое применение во многих отраслях промышленности благодаря хорошему сочетанию их физико-механических и эксплуатационных свойств, таких как высокая электропровод- ность и коррозионная стойкость, низкая плотность, хорошая свариваемость, а также нетоксичность, в со- единениях с другими металлами и др. [Фридляндер, 2002; Гуреева, Грушко, 2009; Яковцева и др., 2013; Ан- типов и др., 2017; Распосиенко, 2017; Орлова и др., 2021]. В связи с возрастающими требованиями к кон- струкциям состав, структура, способы изготовления и обработки сплавов продолжают совершенствоваться [Антипов и др., 2017]. В частности, сегодня для про- мышленности требуются алюминиевые сплавы с высо- кой прочностью, в том числе проявляемой и при повы- шенных температурах [Орлова и др., 2021]. Легирова- ние материалов различными элементами повышает их прочность, но при этом приводит и к снижению их пла- стичности при обычной обработке, что ограничивает применение таких сплавов при производстве изделий. Эта проблема, как представляется, может быть решена путем использования структурной сверхпластичности (СП) в процессах формования [Никулин, Кипелова, 2012; Liu et al., 2021]. Использование структурной СП в технологических процессах получения деталей сложной формы является весьма перспективным направлением их развития. В раз- ных работах [Somani et al., 1998; Chumachenko et al., 2005; Barnes, 2007; Hefti, 2007; Mogucheva, Kaibyshev, 2008; Bhatta et al., 2020; Song et al., 2020] в качестве ос- новных преимуществ данного вида обработки выделяют следующие: снижение ресурсоемкости изготовления; возможность получения изделий (в том числе крупнога- баритных) разнообразной сложной формы со снижен- ным весом без сварных / клепаных соединений (или с их уменьшенным количеством); получение гладкой поверх- ности изделия с минимальным отклонением от заданной геометрии – с предотвращением разнотолщинности и с высокоточным заполнением штампов; улучшенные физико-механические характеристики получаемого из- делия, в частности, хорошие показатели прочности и пластичности при изготовлении и в условиях эксплуа- тации, а также изотропия механических свойств на мак- ромасштабном уровне. Это обусловливает широкое при- менение в промышленном производстве, в том числе в таких важнейших отраслях, как авиа- и ракетострое- ние, сверхпластической штамповки и формовки [Фридляндер, 2002; Barnes et al., 2013; Волхонский и др., 2014; Котов и др., 2014; Langdon, 2020]. В последнее время все более широкое применение находят и комплексные технологии, совмещающие сверхпласти- ческую формовку и сварку, позволяющие получать многослойные пустотелые конструкции для авиастрое- ния с повышенным качеством сварных соединений [Фридляндер, 2002; Лутфуллин, 2011; Мулюков и др., 2014; Волхонский и др., 2014; Шоршоров и др., 2018]. В ряде работ, например, в [Кайбышев, Утяшев, 2002; Dupuy, Blandin, 2002; Kulas et al., 2005; Грязнов и др., 2011; Sabirov et al., 2013; Liu et al., 2014; Kawasaki, Langdon, 2016; Бобрук, Мурашкин, 2019; Chinh et al., 2021], отмечается, что практический интерес представляет СП при относительно низких температурах (в интервале ме- нее 0.7Tm, Tm – абсолютная температура плавления) и от- носительно высоких скоростях деформации вплоть до 100 с–1 [Мулюков и др., 2014; Автократова и др., 2015]. При таких условиях не требуются жаропрочные инстру- менты и время изготовления одной средней по сложно- сти детали при увеличении скорости деформации на по- рядок (с 10–3 с–1 до 10–2 с–1) может сократиться в 10 раз и более (с 20–60 до 1–5 мин) [Horita et al., 2000; Nikulin et al., 2005; Kaibyshev et al., 2006; Бобрук, Мурашкин, 2019; Кищик, Михайловская, 2022]. Большинство традицион- ных промышленных алюминиевых сплавов (изготовлен- ных, к примеру, с помощью холодной или теплой про- катки с большими обжатиями и последующим отжигом) имеют размер зерен порядка 5–10 мкм и способны испы- тывать относительные удлинения 200–400 % и более в диапазоне низких скоростей 10–4–10–3 с–1 [Новиков, 1981; Кищик и др., 2019]. При скорости деформации 10–2 с–1 удлинения в таких сплавах, как правило, не превышают 150–250 %, чего недостаточно для изготовления с помо- щью формовки высококачественных деталей сложной конфигурации [Новиков, 1981; Nikulin et al., 2005; Ки- щик и др., 2019; Langdon, 2020]. Улучшение показателей СП при высоких скоростях деформации (и относительно низких температурах) возможно за счет уменьшения раз- мера зерна в материале до 1–5 мкм и менее [Кайбышев, Утяшев, 2002; Islamgaliev et al., 2003; Park et al., 2004; Kawasaki, Langdon, 2007; Mogucheva, 2008; Yunusova et al., 2008; Никулин, Кипелова, 2012; Кищик и др., 2019; Chinh et al., 2021]. Для измельчения зеренной структуры с целью под- готовки материала к СП, как правило, применяются тех- нологии, совмещающие легирование сплава различными добавками и методы интенсивной пластической дефор- мации (ИПД) [Akamatsu et al., 2001; Estrin et al., 2011; Sauvage et al., 2012; Langdon, 2020; Орлова и др., 2021]. Наиболее развитым на сегодняшний день, универсаль- ным и потенциально эффективным в промышленных приложениях является равноканальное угловое прессо- вание (РКУП), позволяющее получать достаточно одно- родную ультрамелкозернистую структуру [Furukawa et al., 1998; Lee et al., 1999; Nakashima et al., 2000; Horita et al., 2001; Lee et al., 2002; Kamachi et al., 2003; Musin et al., 2004; Park et al., 2004; Nikulin et al., 2005; Valiev, Langdon, 2006; Islamgaliev et al., 2010; Estrin et al., 2011; Kumar et al., 2016; Valiev et al., 2016] с пренебрежимо малой пористостью [Lee et al., 2002; Мазилкин и др., 2004]. Многочисленные экспериментальные исследования по одноосному нагружению подготовленных с помощью РКУП образцов алюминиевых сплавов, например, [Berbon et al., 1998; Islamgaliev et al., 2003; Musin et al., 2004; Kaibyshev, 2016; Kawasaki, Langdon, 2016; Myshlyaev et al., 2022; Корзникова и др., 2022], демон- стрируют хорошие показатели сверхпластичности, в том числе при высоких скоростях деформирования. Прокатка таких образцов позволяет изготавливать тонкие листы для сверхпластической формовки [Horita et al., 2001; Kamachi et al., 2003; Nikulin et al., 2005; Mogucheva, Kaibyshev, 2008; Islamgaliev et al., 2009], при этом, как отмечается в [Horita et al., 2001; Akamatsu et al., 2001; Park et al., 2004; Добаткин, 2011; Estrin et al., 2011], не происходит потери сверхпластических свойств материала. Схема простого сдвига, реализуемого при РКУП, позволяет многократно деформировать образец без из- менения его поперечного сечения, что создает перспек- тивы для изготовления заготовок с большим поперечным сечением [Ерисов, 2013]. В [Horita et al., 2001; Srinivasan et al., 2006] на примере лабораторных исследований на небольших образцах (с характерным размером попереч- ного сечения от 6 до 100 мм) показано, что развитие уль- трамелкозернистой структуры в процессе РКУП и после- дующие механические свойства образцов не зависят от их исходного диаметра, на основании чего делается за- ключение о легкости масштабирования РКУП для произ- водства аналогичных по свойствам больших заготовок и изделий из них. В качестве еще одного перспективного направления представляется миниатюаризация устано- вок РКУП до миллиметровых масштабов с целью изго- товления микроэлектромеханических приборов и систем из алюминиевых сплавов [Добаткин, 2011]. Таким образом, можно отметить существенные про- движения за последние десятилетия в развитии техноло- гий получения ультрамелкозернистой структуры мате- риалов. Однако, к сожалению, на сегодняшний день в ли- тературе встречается недостаточно экспериментальных и аналитических сведений о закономерностях поведения таких материалов в зависимости от состояния их струк- туры и его влиянии на параметры технологических про- цессов, а также приводятся неполные данные об эволю- ции структуры в процессе сверхпластического деформи- рования (СПД) (некоторые из перечисленных вопросов обсуждаются, например, в рамках новых исследований [Myshlyaev et al., 2022; Myshlyaev et al., 2023]). К тому же более жесткими становятся современные требования к материалам: несмотря на преимущества уже разработан- ных сплавов, все острее стоят задачи по созданию облег- ченных конструкций с повышенными характеристиками трещиностойкости при сохранении высокого уровня прочности, жесткости и коррозионной стойкости [Вол- хонский и др., 2014; Антипов и др., 2017]; перспектив- ными для обозначенных задач являются алюминиево-ли- тиевые сплавы, исследование которых интенсивно ве- дется в настоящее время [Антипов и др., 2017; Kablov etal., 2021]. Приведенное обусловливает особую актуаль- ность систематизации известных сведений об исходном состоянии структуры и поведении алюминиево-литие- вых сплавов при СП. Это будет важным и для прямой ра- боты по совершенствованию материалов, и для создания концептуальной основы для развития многоуровневой конститутивной модели неупругого деформирования сплавов [Трусов и др., 2019; Трусов, Швейкин, 2019; Shveykin et al., 2020], способной описывать изменение структуры материала и разные режимы процесса дефор- мирования (включая предварительную подготовку об- разцов методами ИПД, а также переход к режиму струк- турной СП). Разработка такой модели необходима для совершенствования технологий сверхпластического формования конструкций сложной формы. Даже в простых экспериментах с выходом в режим сверхпластического деформирования, реализуемых обычно одноосным растяжением, при умеренных темпе- ратурах и/или относительно высоких скоростях дефор- мации для многих сплавов наблюдается стадийность (ко- локолообразность) кривых растяжения. Последнее свя- зано с действием и взаимодействием различных физических механизмов, сменой их ролей в ходе про- цесса, с эволюцией дефектной структуры материала [Мулюков и др., 2014; Шарифуллина и др., 2018; Трусов, Швейкин, 2019]. Ранее авторами на основе анализа мно- гочисленных экспериментальных данных был предло- жен «сценарий» действия механизмов, реализующийся в материале при деформировании с переходом в режим сверхпластичности [Шарифуллина и др., 2018; Трусов и др., 2019; Shveykin et al., 2020]. В рамках данной статьи рассматривается один из от- меченных выше важных вопросов, связанный с деталь- ным анализом влияния на механизмы СПД исходной структуры материала (в частности, формы и размеров зе- рен, доли высокоугловых границ, степени рекристалли- зованности структуры, наличия легирующих добавок, которые могут образовывать в материале различные фазы) на различных масштабах и ее изменения. Данной задаче и посвящен представленный в сжатой форме в настоящей статье аналитический обзор соответствую- щих экспериментальных работ по алюминиево-литие- вым сплавам. В первом разделе приведена информация о химическом составе, морфологической и дефектной структуре класса алюминиево-литиевых сплавов с целью выявления основных характеристик структуры, в частно- сти, интерметаллидных фаз, которые могут оказывать значимое влияние на СПД. В остальных разделах систе- матизирована информация по одним из наиболее изучен- ных к настоящему моменту сплавам 1420 и 1421: во вто- ром разделе представлены данные о структуре сплавов перед испытанием на СПД (после ИПД); в третьем раз- деле – результаты анализа изменения структуры сплавов во время испытания на СПД и ее влияния на действую- щие механизмы.Об авторах
Э. Р. Шарифуллина
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
А. И. Швейкин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
П. В. Трусов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Список литературы
- Автократова Е.В. и др. Высокоскоростная сверхпла- стичность алюминиевого сплава 1570С с бимодальной струк- турой, полученной равноканальным угловым прессованием и прокаткой // Письма о материалах. – 2015. – Т. 5 (2). – С. 129– 132. doi: 10.22226/2410-3535-2015-2-129-132
- Антипов В.В. и др. Влияние режимов гомогенизацион- ного отжига на структурно-фазовое состояние и механические свойства слитков из алюминий-литиевого сплава 1441 // Труды ВИАМ. – 2019. – № 3 (75). – С. 44–52. doi: 10.18577/2307-6046- 2019-0-3-44-52
- Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю., Романенко В.А. Совре- менные алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы // Авиа- ционные материалы и технологии. – 2017. – С. 195–211. doi: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-195-211
- Бобрук Е.В., Мурашкин М.Ю. Проявление низкотемпе- ратурной сверхпластичности в высокопрочном ультрамелко- зернистом сплаве 7ХХХ // XII всероссийский съезд по фунда- ментальным проблемам теоретической и прикладной меха- ники: сб. тр. В 4 т. – Т. 3. – 2019. – С. 1393–1395.
- Векман А.В., Демьянов Б.Ф., Шмаков И.А. Коэффици- енты зернограничной самодиффузии в алюминии (компьютер- ный расчет) // Физика. – 2013. – С. 141–145. doi: 10.14258/izvasu(2013)1.2-28
- Волхонский А.Е., Ковалевич М.В., Гончаров А.В. При- менение эффекта сверхпластичности – новые возможности в современных процессах металлообработки // Образовательные технологии. – 2014. – № 4. – С. 120–128.
- Грязнов М.Ю. и др. Сверхпластичность алюминиевых сплавов системы Al-Li-Mg, полученных методом равноканаль- ного углового прессования // Вестник Нижегородского универ- ситета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 6 (1). – С. 49–57.
- Гуреева М.А., Грушко О.Е. Алюминиевые сплавы в сварных конструкциях современных транспортных средств // Конструкционные материалы. – 2009. – С. 27–41.
- Добаткин С.В. Механические свойства ультрамелкозер- нистых алюминиевых сплавов и возможности использования // Технология легких сплавов. – 2011. – № 3. – С. 5–17.
- Ерисов Я.А. Инновационные процессы обработки ме- таллов давлением с большими интенсивными пластическими деформациями в прокатно-прессовом производстве [Электрон- ный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс дисциплины. – Самара, 2013. – 85 с.
- Иванов К.В., Найденкин Е.В. Особенности структуры и механиxеских свойств чистого алюминия и сплава 1420 после воздействия интенсивной пластической деформации // Изве- стия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 315, № 2. – С. 118–122.
- Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. – М.: Металлургия, 1984. – 264 с.
- Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, из- мельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов. – М.: Наука, 2002. – 438 с.
- Кищик А.А., Котов А.Д., Михайловская А.В. Особен- ности микроструктуры и сверхпластичности при повышенных скоростях деформации сплава системы Al–Mg–Ni–Fe–Mn–Cr– Zr // Физика металлов и металловедение. – 2019. – Т. 120, № 10. – С. 1101–1108. doi: 10.1134/S0015323019100048
- Кищик А.А., Михайловская А.В. Сплав на основе алюминия для высокоскоростной сверхпластической фор- мовки // Уральская школа молодых металловедов. – 2022. – С. 52–56.
- Колобнев Н.И. Алюминиево-литиевые сплавы со скандием // Металловедение и термическая обработка метал- лов. – 2002. – № 7. – 10 с.
- Колобнев Н.И. История развития, фазовый состав и свойства сплавов системы Al–Cu–Li // Технология легких спла- вов. – 2015. – № 2. – С. 46–52.
- Корзникова Г.Ф. и др. Сверхпластическое поведение алюминиевого сплава 1420 с мелкозернистой структурой // Фи- зическая мезомеханика. – 2022. – Т.25, № 2. – С. 47–55.
- Котов А.Д. Разработка алюминиевого сплава повы- шенной прочности, обладающего высокоскоростной сверхпла- стичностью. – Диссертация на соискание ученой степени кан- дидата технических наук. – М., 2013. – 105 с.
- Котов А.Д., Михайловская А.В., Портной В.К. Влия- ние состава твердого раствора на показатели сверхпластично- сти сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu–Ni–Zr // Физика металлов и металловедение. – 2014. – Т. 115, № 7. – С. 778–784. doi: 10.7868/S0015323014070043
- Лутфуллин Р.Я. Сверхпластичность и твердофазное соединение наноструктурированных материалов. Часть I. Вли- яние размера зерна на твердофазную свариваемость сверхпла- стичных сплавов // Письма о материалах. – 2011. – Т. 1. – С. 59– 64. doi: 10.22226/2410-3535-2011-1-59-64
- Луц А.Р., Суслина А.А. Алюминий и его сплавы: учебное пособие. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. – 81 с.
- Мазилкин А.А., Камалов М.М., Мышляев М.М. Структура и фазовый состав сплава Al-Mg-Li-Zr в условиях вы- сокоскоростной сверхпластичности // Физика твердого тела. – 2004. – Т. 46, № 8. – С. 1416–1421.
- Мулюков Р.Р. и др. Сверхпластичность ультрамелко- зернистых сплавов: эксперимент, теория, технологии. – М.: Наука, 2014. – 284 с.
- Мышляев М.М., Прокунин М.А., Шпейзман В.В. Ме- ханическое поведение микрокристаллического алюминий-ли- тиевого сплава в условиях сверхпластичности // Физика твер- дого тела. – 2001. – Т. 43, № 5. – С. 833–838.
- Мышляев М.М., Шпейзман В.В., Камалов М.М. Стадийность деформации микрокристаллического алюминий- литиевого сплава в условиях сверхпластичности // Физика твердого тела. – 2001. – Т. 43, № 1. – С. 2015–2020.
- Никулин И.А., Кипелова А.Ю. Низкотемпературная сверхпластичность сплава Al-Mg-Mn, подвергнутого ИПД // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 5. – 8 с.
- Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 208 с.
- Новиков И.И., Портной В.К. Сверхпластичность спла- вов с ультрамелким зерном. – М.: Металлургия, 1981. – 168 с.
- Орлова Т.С. и др. Особенности упрочнения структу- рированного интенсивной пластической деформацией сплава Al−Cu−Zr // Физика твердого тела. – 2021. – Т. 63, вып. 10. – С. 1572–1584. doi: 10.21883/FTT.2021.10.51408.104
- Распосиенко Д.Ю. Влияние мегапластической дефор- мации и термической обработки на структуру и свойства высо- копрочных стареющих сплавов на основе Al-Li. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Екатеринбург, 2017. – 174 с.
- Трусов П.В., Шарифуллина Э.Р., Швейкин А.И. Мно- гоуровневая модель для описания пластического и сверхпласти- ческого деформирования поликристаллических материалов // Фи- зическая мезомеханика. – 2019. – Т. 22, № 2. – С. 5–23. doi: 10.24411/1683-805X-2019-12001
- Трусов П.В., Швейкин А.И. Многоуровневые модели моно- и поликристаллических материалов: теория, алгоритмы, примеры применения. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2019. – 605 с.
- Фридляндер И.Н. Современные алюминиевые, магни- евые сплавы и композиционные материалы на их основе // Ме- талловедение и термическая обработка металлов. – 2002. – № 7. – С. 24–29.
- Шарифуллина Э.Р., Швейкин А.И., Трусов П.В. Об- зор экспериментальных исследований структурной сверхпла- стичности: эволюция микроструктуры материалов и меха- низмы деформирования // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Меха- ника. – 2018. – С. 103–127. doi: 10.15593/perm.mech/2018.3.11
- Шоршоров М.Х. и др. Сверхпластичность сталей и сплавов и ресурсосберегающие технологии процессов обра- ботки металлов давлением. – Тула: Изд. ТГУ, 2018. – 158 с.
- Яковцева О.А., Михайловская А.В., Портной В.К. Структурные изменения при сверхпластической деформации сплавов системы Al-Mg-Mn-Cr // Письма о материалах. – 2013. – Т. 3. – С. 122–125.
- Abd El-Aty A. et al. Strengthening mechanisms, deformation behavior, and anisotropic mechanical properties of Al-Li alloys: a review // Journal of Advanced Research. – 2018. – Vol. 10. – P. 49–67. doi: 10.1016/j.jare.2017.12.004
- Akamatsu H. et al. Influence of rolling on the superplastic behavior of an Al-Mg-Sc alloy after ECAP // Scripta mater. – 2001. – Vol. 44. – P. 759–764. doi: 10.1016/S1359-6462(00)00666-7
- Apps P.J., Berta M., Prangnell P.B. The effect of dispersoids on the grain refinement mechanisms during deformation of aluminium alloys to ultra-high strains // Acta Materialia. – 2005. – Vol. 53, iss. 2. – P. 499–511. doi: 10.1016/j.actamat.2004.09.042
- Barnes A.J. et al. Recent application of superformed 5083 aluminum alloy in the aerospace industry // Materials Science Forum. – 2013. – Vol. 735. – P. 361–371. doi: 10.4028/www.scientific. net/MSF.735.361
- Barnes A.J. Superplastic forming 40 years and still growing // JMEPEG. – 2007. – Vol. 16. – P. 440–454. doi: 10.1007/s11665-007-9076-5
- Berbon P. et al. An investigation of the properties of an Al-Mg-Li-Zr alloy after equal-channel angular pressing // Materials Science Forum. – 1996. – Vols. 217–222. – P. 1013–1018. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.217-222.1013
- Berbon P. et al. Fabrication of bulk ultrafine-grained materials through intense plastic straining // Metallurgical and materials transactions A. – 1998. – Vol. 29A. – P. 2237–2243.
- Betsofen S.Ya., Antipov V.V., Knyazev M.I. Al–Cu–Li and Al–Mg–Li alloys: phase composition, texture, and anisotropy of mechanical properties (review) // Russian Metallurgy (Metally). – 2016. – Vol. 2016, no. 4. – P. 326–341. doi: 10.1134/S0036029516040042
- Bhatta L. et al. Recent development of superplasticity in aluminum alloys: a review // Metals. – 2020. – Vol. 10 (1). – 26 p. doi: 10.3390/met10010077
- Chinh N.Q. et al. Ultralow-temperature superplasticity and its novel mechanism in ultrafine-grained Al alloys // Materials Research Letters. – 2021. – Vol. 9, no. 11. – P. 475–482. doi: 10.1080/21663831.2021.1976293
- Chumachenko E.N. et al. Analysis of the SPF of a titanium alloy at lower temperatures // Journal of Materials Processing Technology. – 2005. – Vol. 170. – P. 448–456. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2005.02.270
- Davydov V.G. et al. Scientific principles of making an alloying addition of scandium to aluminium alloys // Materials Science and Engineering. – 2000. – Vol. A280. – P. 30–36. doi: 10.1016/S0921-5093(99)00652-8
- De P.S., Mishra R.S., Baumann J.A. Characterization of high cycle fatigue behavior of a new generation aluminum lithium alloy // Acta Materialia. – 2011. – Vol. 59, is. 15. – P. 5946–5960. doi: 10.1016/j.actamat.2011.06.003
- Deschamps A. et al. Experimental and modelling assessment of precipitation kinetics in an Al–Li–Mg alloy // Acta Materialia. – 2012. – Vol. 60. – P. 1917–1928. doi: 10.1016/j.actamat. 2012.01.010
- Deschamps A. et al. Influence of Mg and Li content on the microstructure evolution of Al-Cu-Li alloys during long-term ageing // Acta Materialia. – 2017. – Vol. 122. – P. 32–46. doi: 10.1016/j.actamat.2016.09.036
- Deschamps A. et al. The influence of precipitation on plastic deformation of Al–Cu–Li alloys // Acta Materialia. – 2013. – Vol. 61. – P. 4010–4021. doi: 10.1016/j.actamat.2013.03.015
- Dorin T., Vahid A., Lamb J. Chapter 11 – Aluminium Lithium Alloys // Fundamentals of Aluminium Metallurgy. – 2018. – P. 387–438. doi: 10.1016/B978-0-08-102063-0.00011-4
- Dupuy L., Blandin J.-J. Damage sensitivity in a commercial Al alloy processed by equal channel angular extrusion // Acta Materialia. – 2002. – Vol. 50. – P. 3251–3264. doi: 10.1016/S1359-6454(02)00147-7
- Estrin Y., Murashkin M., Valiev R. 16 – Ultrafine-grained aluminium alloys: processes, structural features and properties // Fundamentals of Aluminium Metallurgy. – 2011. – P. 468–503. doi: 10.1533/9780857090256.2.468
- Furukawa M. et al. Age hardening and the potential for superplasticity in a fine-grained Al-Mg-Li-Zr alloy // Metallurgical and materials transactions A. – 1998. – Vol. 29A. – P. 169–177. doi: 10.1007/s11661-998-0170-6
- Furukawa M. et al. Structural evolution and the Hall-Petch relationship in an Al-Mg-Li-Zr alloy with ultra-fine grain size // Acta mater. – 1997. – Vol. 45, no. 11. – P. 4751–4757.
- Furukawa M. et al. The shearing characteristics associated with equal-channel angular pressing // Materials Science and Engineering. – 1998. – Vol. A257. – P. 328–332. doi: 10.1016/S0921- 5093(98)00750-3
- Hefti L.D. Commercial airplane applications of superplastically formed AA5083 aluminum sheet // JMEPEG. – 2007. – Vol. 16. – P. 136–141. doi: 10.1007/s11665-007-9023-5
- Horita Z. et al. Processing of an Al-Mg-Li-Zr alloy with ultra-fine grain size // Materials Science Forum. – 1997. – Vol. 243– 245. – P. 239–244.
- Horita Z. et al. Superplastic forming at high strain rates after severe plastic deformation // Acta Mater. – 2000. – Vol. 48. – P. 3633–3640. doi: 10.1016/S1359-6454(00)00182-8
- Horita Z., Fujinami T., Langdon T.G. The potential for scaling ECAP: effect of sample size on grain refinement and mechanical properties // Materials Science and Engineering. – 2001. – Vol. A318. – P. 34–41. doi: 10.1016/S0921-5093(01)01339-9
- Islamgaliev R.K. et al. Characteristics of superplasticity in an ultrafine-grained aluminum alloy processed by ECA pressing // Scripta Materialia. – 2003. – Vol. 49. – P. 467–472. doi: 10.1016/S1359-6462(03)00291-4
- Islamgaliev R.K. et al. Structure and mechanical properties of strips and shapes from ultrafine-grained aluminum alloy 1421 // Metal Science and Heat Treatment. – 2009. – Vol. 51, nos. 1–2. – P. 82–86.
- Islamgaliev R.K. et al. Superplasticity of ultrafine-grained aluminum alloy processed by ECAP and warm rolling // Materials Science Forum. – 2007. – Vols. 551–552. – P. 13–20. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.551-552.13
- Islamgaliev R.K. et al. The effect of alloying elements on superplasticity in an ultrafine-grained aluminum alloy // Reviews on Advanced Materials Science. – 2010. – Vol. 25. – P. 241–248.
- Islamgaliev R.K., Yunusova N.F., Valiev R.Z. The influence of the SPD temperature on superplasticity of aluminium alloys // Materials Science Forum. – 2006. – Vols. 503–504. – P. 585– 590. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.503-504.585
- Ivanov R. The effects of friction stir welding on the mechanical properties and microstructure of a third generation Al-Cu- Li alloy. – A thesis submitted to McGill University in partial fulfillment of the requirements of the degree of Masters in Materials Engineering, 2012. – 138 p.
- Kablov E.N. et al. Development and application prospects of aluminum–lithium alloys in aircraft and space technology // Metallurgist. – 2021. – Vol. 65, nos. 1–2. – P. 72–81. doi: 10.1007/s11015-021-01134-9
- Kaibyshev R. et al. Achieving high strain rate superplasticity in an Al–Li–Mg alloy through equal channel angular extrusion // Materials Science and Technology. – 2005. – Vol. 21, no. 4. – P. 408–418. doi: 10.1179/174328405X36610
- Kaibyshev R. et al. High strain rate superplasticity in an Al–Mg–Sc–Zr alloy subjected to simple thermomechanical processing // Scripta Materialia. – 2006. – Vol. 54. – P. 2119–2124. doi: 10.1016/j.scriptamat.2006.03.020
- Kaibyshev R. Mechanism of low-temperature superplastic deformation in aluminum alloys containing a dispersion of nanoscale Al3(Sc,Zr) particles // Materials Science Forum. – 2016. – Vols. 838–839. – P. 150–156. doi: 10.4028/www.scientific. net/MSF.838-839.150
- Kaibyshev R., Tagirov D., Mogucheva A. Cost-affordable technique involving equal channel angular pressing for the manufacturing of ultrafine grained sheets of an Al–Li–Mg–Sc alloy // Advanced engineering materials. – 2010. – Vol. 12, no. 8. – P.735– 739. doi: 10.1002/adem.201000032
- Kamachi M. et al. Equal-channel angular pressing using plate samples // Materials Science and Engineering. – 2003. – Vol.A361. – P. 258–266. doi: 10.1016/S0921-5093(03)00522-7
- Kawasaki M., Langdon T.G. Principles of superplasticity in ultrafine-grained materials // J Mater Sci. – 2007. – Vol. 42. – P. 1782–1796. doi: 10.1007/s10853-006-0954-2
- Kawasaki M., Langdon T.G. Review: achieving superplastic properties in ultrafine-grained materials at high temperatures // J Mater Sci. – 2016. – Vol. 51. – P. 19–32. doi: 10.1007/s10853-015-9176-9
- Khokhlatova L.B. et al. Aluminum-lithium alloys for aircraft building // Metallurgist. – 2012. – Vol. 56, nos. 5–6. – P. 336–341.
- Kolobov Yu.R. et al. Superplasticity and true grainboundary sliding in Al–Mg–Li alloys produced by equal-channel angular pressing // Metally. – 2004. – No. 2. – P. 12–20.
- Kolobov Yu.R. et al. The effect of severe plastic deformation on the structure and mechanical properties of Al–Mg–Li alloys // Russian Physics Journal. – 2002. – Vol. 45, no. 5. – P. 453– 457. doi: 10.1023/A:1021024203376
- Kulas M.A. et al. Deformation mechanisms in superplastic AA5083 materials // Metallurgical and materials transactions A. – 2005. – Vol. 36A. – P. 1249–1261.
- Kulkarni G.J., Banerjee D., Ramachandran T.R. Physical metallurgy of aluminium-lithium alloys // Bull. Mater. Sci. – 1989. – Vol. 12, nos. 3–4. – P. 325–340.
- Kumar P., Kawasaki M., Langdon T.G. Review: overcoming the paradox of strength and ductility in ultrafine-grained materials at low temperatures // J Mater Sci. – 2016. – Vol. 51. – P. 7–18. doi: 10.1007/s10853-015-9143-5
- Kumar S., McShane H.B., Sheppard T. Effect of zirconium and magnesium additions on properties of Al–Li based alloy // Materials Science and Technology. – 1994. – Vol. 10. – P. 162–172. doi: 10.1179/mst.1994.10.2.162
- Langdon T.G. The background to superplastic forming and opportunities arising from new developments // Solid State Phenomena. – 2020. – Vol. 306. – P. 1–8. doi: 10.4028/www.scientific. net/SSP.306.1
- Lavernia E.J., Grant N.J. Aluminium-lithium alloys // Journal of materials science. – 1987. – Vol. 22. – P. 1521–1529.
- Lee S. et al. Developing superplastic properties in an aluminum alloy through severe plastic deformation // Materials Science and Engineering A272. – 1999. – P. 63–72. doi: 10.1016/S0921-5093(99)00470-0
- Lee S. et al. Influence of scandium and zirconium on grain stability and superplastic ductilities in ultrafine-grained Al–Mg alloys // Acta Materialia. – 2002. – Vol. 50. – P. 553–564. doi: 10.1016/S1359-6454(01)00368-8
- Li H. et al. Microstructure and texture characterization of superplastic Al−Mg−Li alloy // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2014. – Vol. 24. – P. 2079–2087. doi: 10.1016/S1003- 6326(14)63315-X
- Liu S., Cai Y., Wu S. Low temperature superplasticity of 5083 aluminum alloy // Advanced Materials Research. – 2014. – Vols. 941–944. – P. 116–119. doi: 10.4028/www.scientific. net/AMR.941-944.116
- Liu S., Wrobel J.S., LLorca J. First-principles analysis of the Al-rich corner of Al-Li-Cu phase diagram // Acta Materialia. – 2022. – Vol. 236. – P. 118129. doi: 10.1016/j.actamat.2022.118129
- Liu X. et al. Superplastic deformation mechanism of an Al-Mg-Li alloy by high resolution surface studies // Materials Letters. – 2021. – Vol. 301. – P. 130251. doi: 10.1016/j.matlet.2021.130251
- Liu Z. et al. Sluggish precipitation strengthening in Al–Li alloy with a high concentration of Mg // Journal of materials research and technology. – 2021. – Vol. 11. – P. 1806–1815. doi: 10.1016/j.jmrt.2021.02.037
- Markushev M.V., Murashkin M.Yu. Phenomenology and application of low temperature and high strain rate superplasticity in aluminium alloy 1420 // Materials Science Forum. – 1999. – Vols. 304– 306. – P. 261–266. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.304-306.261
- Mazilkin A.A., Myshlyaev M.M. Microstructure and thermal stability of superplastic aluminium-lithium alloy after severe plastic deformation // J Mater Sci. – 2006. – Vol. 41. – P. 3767– 3772. doi: 10.1007/s10853-006-2637-4
- Mishra R.S. et al. High-strain-rate superplasticity from nanocrystalline Al alloy 1420 at low temperatures // Philosophical Magazine A. – 2001. – Vol. 81:1. – P. 37–48. doi: 10.1080/01418610108216616
- Mogucheva A.A., Kaibyshev R.O. Structure and properties of aluminum alloy 1421 after equal-channel angular pressing and isothermal rolling // The Physics of Metals and Metallography. – 2008. – Vol. 106, no. 4. – P. 424–433. doi: 10.1134/S0031918X0810013X
- Mogucheva A.A., Kaibyshev R.O. Ultrahigh superplastic elongations in an aluminum–lithium alloy // Doklady Physics. – 2008. – Vol. 53, no. 8. – P. 431–433. doi: 10.1134/S1028335808080065
- Musin F. et al. High strain rate superplasticity in a commercial Al–Mg–Sc alloy // Scripta Materialia. – 2004. – Vol. 50. – P. 511–516. doi: 10.1016/j.scriptamat.2003.10.021
- Myshlyaev M. et al. EBSD study of superplastically strained Al-Mg-Li alloy // Materials Letters. – 2020. – Vol. 275. – P. 128063. doi: 10.1016/j.matlet.2020.128063
- Myshlyaev M. et al. EBSD study of superplasticity: new insight into a well-known phenomenon // Journal of Alloys and Compounds. – 2022. – Vol. 898. – P. 162949. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.162949
- Myshlyaev M. et al. Microstructural evolution during superplastic deformation of Al-Mg-Li alloy: dynamic recrystallization or grain-boundary sliding? // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – Vol. 936. – P. 168302. doi: 10.1016/j.jallcom.2022.168302
- Myshlyaev M.M. et al. Analysis of mechanisms of plastic deformation of aluminum based alloys for different temperature-velocity modes // Doklady Physics. – 2010. – Vol. 55, no. 2. – P. 64–67.
- Myshlyaev M.M. et al. Structural state and superplasticity of an aluminum–lithium alloy subjected to equal-channel-angular pressing // The Physics of Metals and Metallography. – 2006. – Vol. 102, no. 3. – P. 328–332. doi: 10.1134/S0031918X06090146
- Myshlyaev M.M., Gryaznov M.Yu., Chuvildeev V.N. Superplasticity of an aluminum–lithium 1420 alloy in various structural states // Russian Metallurgy (Metally). – 2011. – Vol. 2011, no. 9. – P. 882–888. doi: 10.1134/S0036029511090187
- Myshlyaev M.M., Kamalov M.M., Myshlyaeva M.M. High strain rate superplasticity in an micrometer-grained Al-Li alloy produced by equal-channel angular extrusion // Nanomaterials by Severe Plastic Deformation. – 2005. – P. 717–721. doi: 10.1002/3527602461.ch13c
- Myshlyaev M.M., Mazilkin A.A., Kamalov M.M. Features of microstructure and phase state in an Al-Li alloy after ECA pressing and high strain rate superplastic flow // Nanomaterials by Severe Plastic Deformation. – 2005. – P. 734–739. doi: 10.1002/3527602461.ch13f
- Myshlyaev M.M., ShpeÏzman V.V., Kamalov M.M. On the multistage nature of deformation of the microcrystalline aluminum–lithium alloy 1420 under superplasticity conditions // Physics of the Solid State. – 2001. – Vol. 43, no. 11. – P. 2099–2104. doi: 10.1134/1.1417187
- Nakashima K. et al. Development of a multi-pass facility for equal-channel angular pressing to high total strains // Materials Science and Engineering. – 2000. – Vol. A281. – P. 82–87. doi: 10.1016/S0921-5093(99)00744-3
- Naydenkin E.V. et al. The effect of equal-channel angular pressing on structure-phase changes and superplastic properties of Al-Mg-Li alloy // Materials Science Forum. – 2006. – Vols. 503-504. – P. 983–988. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.503-504.983
- Naydenkin E.V., Ivanov K.V. Characteristic features of structure evolution and phase composition of an ultrafine-grained Al–Mg–Li–Zr alloy produced by severe plastic deformation // Russian Physics Journal. – 2014. – Vol. 56, no. 9. – P. 1025–1029. doi: 10.1007/s11182-014-0135-8
- Naydenkin E.V., Ivanov K.V., Rudenskii G.E. Evolution of structure and phase composition of aluminum alloy under severe plastic deformation // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 179–183. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.880.179
- Naydenkin E.V., Mishin I.P., Zabudchenko O.V. Thermal stability and S-phase evolution in ultrafine-grained Al-Mg-Li alloy produced by equal-channel angular pressing // Advanced Engineering Materials. – 2021. – 2100181. doi: 10.1002/adem.202100181
- Nikulin I., Kaibyshev R., Sakai T. Superplasticity in a 7055 aluminum alloy processed by ECAE and subsequent isothermal rolling // Materials Science and Engineering. – 2005. – Vol. A407. – P. 62–70. doi: 10.1016/j.msea.2005.06.014
- Park K.T. et al. Effect of ECAP strain on deformation behavior at low temperature superplastic regime of ultrafine grained 5083 Al alloy fabricated by ECAP // Materials Transactions. – 2004. – Vol. 45, no. 3. – P. 958–963. doi: 10.2320/matertrans.45.958
- Park K.T. et al. Enhancement of high strain rate superplastic elongation of a modified 5154 Al by subsequent rolling after equal channel angular pressing // Scripta Materialia. – 2004. – Vol. 51. – P. 479–483. doi: 10.1016/j.scriptamat.2004.06.001
- Prabu S.B., Padmanabhan K.A. Superplasticity in and superplastic forming of aluminum-lithium alloys // Aluminum-lithium Alloys. Processing, properties, and applications, 2014. – P. 221– 258. doi: 10.1016/B978-0-12-401698-9.00008-2
- Prasad K.S., Prasad N.E., Gokhale A.A. Microstructure and precipitate characteristics of aluminum–lithium alloys // Aluminum- lithium Alloys. Processing, properties, and applications. – 2014. – P. 99–137. doi: 10.1016/B978-0-12-401698-9.00004-5
- Prasad N.E., Gokhale A.A, Rao P.R. Mechanical behaviour of aluminium–lithium alloys // Sadhana. – 2003. – Vol. 28, Parts 1 2. – P. 209–246. doi: 10.1007/BF02717134
- Prasad N.E., Gokhale A.A., Wanhill RJH. Aluminium– lithium alloys // Aerospace Materials and Material Technologies. – 2017. – P. 53–72. doi: 10.1007/978-981-10-2134-3_3
- Rabinovich M.Kh., Markushev M.V., Murashkin M.Yu. Effect of initial structure on grain refinement to submicron size in Al-Mg-Li alloy processed by severe plastic deformation // Materials Science Forum. – 1997. – Vols. 243–245. – P. 591–596. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.243-245.591
- Rasposienko D.Y. et al. Multicomponent aging Al-Libased alloys of the latest generation: structural and phase transformations, treatments, properties, and future prospects // Materials. – 2022. – Vol. 15. – P. 4190. doi: 10.3390/ma15124190
- Sabirov I., Murashkin M.Yu., Valiev R.Z. Nanostructured aluminium alloys produced by severe plastic deformation: new horizons in development // Materials Science Engineering. – 2013. – Vol. A560. – P. 1–24. doi: 10.1016/j.msea.2012.09.020
- Sauvage X. et al. Grain boundary segregation in UFG alloys processed by severe plastic deformation // Advanced engineering materials. – 2012. – 7 p.
- Shveykin A.I., Trusov P.V., Sharifullina E.R. Statistical crystal plasticity model advanced for grain boundary sliding description // Crystals. – 2020. – Vol. 10, Is. 9. – 18 p. doi: 10.3390/cryst10090822
- Somani M.C. et al. Deformation processing in superplasticity regime-production of aircraft engine compressor discs out of titanium alloys // Materials Science and Engineering. – 1998. – Vol. A243. – P. 134–139. doi: 10.1016/S0921-5093(97)00790-9
- Song L. et al. Experimental analysis and behaviour modelling of the deformation mechanisms of a Ti-6242S alloy under hot and superplastic forming conditions // Metals. – 2020. – Vol. 10. – P. 1599. doi: 10.3390/met10121599
- Srinivasan R., Cherukuri B., Chaudhuri P.K. Scaling up of equal channel angular pressing (ECAP) for the production of forging stock // Materials Science Forum. – 2006. – Vols. 503–504. – P. 371–378. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.503-504.371
- Srivatsan T.S. et al. Quasi-static strength, deformation, and fracture behavior of aluminum-lithium alloys // Aluminum-lithium Alloys. Processing, properties, and applications, 2014. – P. 305–339. doi: 10.1016/B978-0-12-401698-9.00010-0
- Starke E.A., Sanders T.H., Palmer I.G. New approaches to alloy development in the Al-Li system // Journal of Metals. – 1981. – Vol. 33(8). – P. 24–33. doi: 10.1007/BF03339468
- Valiev R.Z. et al. Observations of high strain rate superplasticity in commercial aluminum alloys with ultrafine grain sizes // Scripta Materialia. – 1997. – Vol. 37, is. 12. – P. 1945–1950. doi: 10.1016/S1359-6462(97)00387-4
- Valiev R.Z. et al. Producing bulk ultrafine-grained materials by severe plastic deformation: ten years later // JOM. – 2016. – Vol. 68. – P. 1216–1226. doi: 10.1007/s11837-016-1820-6
- Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Yunusov N.F. Microstructural aspects in superplasticity of ultrafine-grained SPD alloys // Materials Science Forum. – 2004. – Vols. 447–448. – P. 411–416. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.447-448.411
- Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Yunusova N.F. Grain refinement and enhanced superplasticity in metallic materials // Materials Science Forum. – 2001. – Vol. 357–359. – P. 449–458. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.357-359.449
- Valiev R.Z., Langdon T.G. Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement // Progress in Materials Science. – 2006. – Vol. 51. – P. 881–981. doi: 10.1016/j.pmatsci.2006.02.003
- Venkatachalam G. et al. Effect of Li and Zr addition on microstructure and mechanical properties of modified LM25 aluminium alloy // International Journal of Applied Engineering Research. – 2015. – Vol. 10, no. 50. – P. 647–651.
- Wang Y. et al. Effects of Sc and Zr on microstructure and properties of 1420 aluminum alloy // Materials Characterization. – 2019. – Vol. 154. – P. 241–247. doi: 10.1016/j.matchar.2019.06.001
- Ye L. et al. Superplastic behavior of an Al-Mg-Li alloy // Journal of Alloys and Compounds. – 2009. – Vol. 487. – P. 109– 115. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.07.148
- Yu T. et al. Impeding effect of the Al3(Er,Zr,Li) particles on planar slip and intergranular fracture mechanism of Al-3Li-1Cu- 0.1Zr-X alloys // Materials Characterization. – 2019. – Vol. 147. – P. 146–154. doi: 10.1016/j.matchar.2018.10.023
- Yunusova N.F. et al. Microstructure and mechanical properties of aluminum alloy 1421 after ECAP and warm rolling // Metal Science and Heat Treatment. – 2007. – Vol. 49, nos. 3–4. – P. 135– 140. doi: 10.1007/s11041-007-0025-6
- Yunusova N.F. et al. The new approach to produce Al sheets with UFG structure using SPD processing // Materials Science Forum – 2008. – Vols. 584–586. – P. 176–181. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.584-586.176