Deformacja plastyczna siluminów o silnie rozdrobnionych ziarnach

Abstract

Scientific literature focused on plastic deformation mechanism of ultrafinegrained and nanometric size materials, doesn't consider materials that can be characterized as a hybrid structure materials (structure composed of several size fractions of components). That lack of sufficient knowledge about deformation process of hybrid materials causes difficulties in conscious, tailored utilization of that kind of materials in everyday engineering practice. Subject of PhD desideration was mechanism of plastic deformation of hybrid structure material $AlSi_{26}Ni_{8}$ produced via plastic consolidation of rapidly solidified metal powders. In order to analyze that phenomenon broad range of mechanical test in various temperatures and velocities of deformation were performed together with analysis of deformation topography picture using reference markers via SEM and metallographic observations. Results of the experiments were combined with TEM observations and extensive literature investigations. As a final effect, unconventional mechanism of plastic deformation was proposed and described for analyzed materials.

Liczne opracowania literaturowe skupione wokół zjawisk dotyczących deformacji plastycznej materiałów o strukturze nanometrycznej, nie uwzględniają materiałów, które można charakteryzować jako materiały o strukturze hybrydowej (strukturze składającej się z różnych frakcji wymiarowych). Przykładem materiału hybrydowego jest analizowany w rozprawie stop $AlSi_{26}Ni_{8}$, którego struktura składa się z 2-3 mikronowych kryształów pierwotnego krzemu umieszczonych w submikronowej eutektyce Al-Si (200-300nm), stabilizowanej znaczną ilością nanometrycznych (~30nm) cząstek faz międzymetalicznych. Przedmiotem badań rozprawy doktorskiej był mechanizm deformacji plastycznej nadeutektycznego siluminu $AlSi_{26}Ni_{8}$, poznanie natury, którego, stanowi ważny element wiedzy o tej klasie materiałów i daje podstawy do bardziej świadomego wykorzystania możliwości, jakie niosą ze sobą specyfika struktury hybrydowej i wysokie rozdrobnienie ziaren. Dla realizacji tych celów, oprócz specjalistycznych badań mechanicznych w szerokim zakresie temperatur i prędkości odkształcenia, konieczne były obserwacje powierzchniowych skutków deformacji plastycznej przeprowadzonej w różnych temperaturach, z różnym stopniem odkształcenia oraz przy różnej prędkości odkształcenia z użyciem techniki mikroskopii optycznej, elektronowej skaningowej, również w obecności referencyjnych markerów na powierzchni deformowanej. Rezultaty obserwacji zostały skonfrontowane z badaniami przeprowadzonymi za pomocą mikroskopu transmisyjnego oraz wynikami badań odkształcenia w funkcji siły i prędkości. W efekcie przeprowadzonych badań oraz poszukiwań literaturowych zaproponowano unikalny mechanizm deformacji plastycznej siluminów o silnie rozdrobnionej strukturze ziaren.