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Crystallographic characterization of deformation twinning in commercially pure Titanium / Caractérisation cristallographique des macles de déformation dans le titane de pureté commerciale

Wang, Shiying 29 August 2014 (has links)
Le titane et ses alliages sont devenus des matériaux incontournables dans l'aéronautique, le domaine biomédical et l'industrie chimique et ce depuis le début des années 1950 en raison de haut rapport résistance/poids, une excellente biocompatibilité et une bonne résistance à la corrosion. La structure hexagonale du titane conduit à une anisotropie intrinsèque, due à la configuration atomique particulière et à une anisotropie extrinsèque, due à une texture marquée produite lors de leur élaboration. Le but de cette étude est d'améliorer la compréhension des mécanismes de déformation (glissement et maclage) dans le titane conduisant à cette anisotropie extrinsèque. Une technique d’essais interrompus in situ en MEB / EBSD a été utilisée lors la déformation plastique d’un alliage de titane T40 commercialement pur afin de suivre l'évolution de l'orientation cristalline et de la morphologie des grains au cours de la déformation sous différents types de chargement (traction, laminage, cisaillement). Cette technique permet de suivre l’apparition du maclage, la croissance et la forme des macles, l’interaction des variants de macles avec les grains voisins. Le Facteur de Schmid, l’orientation cristallographique, l'énergie de déformation plastique, et la déformation localisée liée à l’accommodation ont été calculés pour analyser l'activation du maclage, la croissance des macles, et la sélection de variant de macle. Des variants de macles avec un faible facteur Schmid, facteur qui exprime la force appliquée externe sur le plan de maclage et le long de la direction de maclage, ont été observés. Cela indique le facteur Schmid n'est pas très approprié pour prédire le maclage. Une règle de sélection de variant de maclage a été proposée sur la base de la consommation maximale d'énergie plastique. L'énergie plastique (on suppose le matériau comme étant rigide parfaitement plastique) consommée est calculée de la façon suivante : la déformation que produit chaque variant est exprimée du repère cristal au repère macroscopique ; la contrainte suit une loi de type Hall Petch, le diamètre des grains est alors défini comme la longueur maximale que peut prendre chaque variant dans le grain. Le variant qui consomme le plus d’énergie est activé le premier. Ces calculs sont en bon accord avec l'observation expérimentale : Les variants de macles sélectionnés étaient ceux conduisant à une consommation maximale de l'énergie plastique. Le libre parcours que peut prendre chaque variant est un critère pertinent puisque cela permet d’expliquer les différences observées dans un grain équiaxe ou un grain allongé en terme de nombre de variants présents et croissance des macles. Les essais interrompus in – situ montrent des chaines de macles ou paires de macles (propagation dans 2 ou plusieurs grains voisins). Une macle est activée en premier dans un grain, avec sa croissance, elle impose un champ de contrainte et un champ de déformation dans les grains voisins ce qui peut activer une macle dans les grains voisins. Les paires de macles ont un paramètre de Luster - Morris relativement élevé, ce qui traduit une bonne compatibilité entre les macles et une propagation facile de macle dans les grains voisins. Par une simple transformation du tenseur gradient de déplacement du variant utilisé dans le grain considéré on obtient la déformation imposée dans le grain voisin. Le variant de macle dans ce grain voisin pouvant accommoder le plus facilement la déformation imposée sera activé. Ceci montre que la déformation locale peut influencer l’activation et la sélection de variant de macle / Titanium and its alloys have become backbone materials for aerospace, biomedical field and chemical industries since the early 1950s because of the high strength-weight ratio, excellent biocompatibility, and good corrosion resistance. The hexagonal structure of titanium leads to an intrinsic anisotropy of the particular atomic configuration and extrinsic anisotropy of the texture to a product marked in their elaboration. The purpose of this study is to improve understanding of the deformation mechanisms (slip and twinning) in the titanium leading to the extrinsic anisotropy. Technical testing interrupted in situ SEM / EBSD was used in the plastic deformation of a commercially pure titanium alloy T40 to follow the crystal orientation and morphology of the grains during deformation under different types of loading (tension, rolling). This technique allows following the occurrence of twinning, growth and shape of the twins, the interaction of the twin variants with neighboring grains. Schmid factor, crystallographic orientation, plastic deformation energy, and localized strain accommodation were calculated to analyze the twin activation, the twin growth, and twin variant selection. Twinning variant with relatively low global Schmid factor, which resolves the externally applied force onto the twinning plane and along the twinning direction, were observed. That indicates the global Schmid factor is not very appropriate to predict twinning. A twinning variant selection rule was proposed based on the maximum plastic energy consumption. The plastic energy ( the material is assumed to be perfectly rigid plastic) consumed is calculated as follows: the deformation produced by each variant is expressed from crystal frame to macro frame; stress follows a Hall Petch type rule, the grain diameter is then defined as the maximum length that can take each variant in the grain. The variant which can consume the maximum of the externally imposed energy is expected to twin first. The calculation results show good agreement with the experimental observation: The selected twin variants were the one leading to maximum plastic energy consumption. The variant free path length relevant criterion so indicates the reason why the equiaxed grains and elongated grains have the difference in twin variant number and twinning variant growth. The interrupted in-situ investigation shows that the twin chains or twin pairs observed in this work are a sequential twinning behavior. A twin activated first, with its growth, it imposes a strain field and a stress field into its neighboring grains and possibly stimulate a twin in the neighboring grain. The twin pairs show a good alignment with a relatively high Luster-Morris parameter, which is a measure of the compatibility of twinning systems through a grain boundary. By the displacement gradient tensor transformation, the imposed strain into the neighboring grain was obtained. The twinning variant which can better accommodate the imposed strain can be activated. It indicates that the local strain can influence the twinning activation and variant selection
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Étude des évolutions microstructurales lors de la transformation à chaud d’aciers ferritiques renforcés par dispersion d’oxydes / Study of the microstructure evolution of ferritic stainless ODS steels during hot working

Karch, Abdellatif 09 December 2014 (has links)
L'élaboration des aciers ODS fait appel à une étape de consolidation par filage à chaud. Les propriétés très anisotropes de ces matériaux à l'état filé, notamment les nuances purement ferritiques (>12% Cr), nécessitent une meilleure compréhension des effets du procédé de filage sur la microstructure. Ainsi, ce travail de thèse a pour objectif principal d'étudier les évolutions de la microstructure lors de la transformation à chaud des aciers inoxydables ODS ferritiques, et plus globalement de comprendre le comportement de ces matériaux sous sollicitation mécanique à haute température. Pour cela, des essais de filage interrompus et des essais thermomécaniques de torsion et de compression à chaud (1000-1200°C) ont été réalisés sur plusieurs aciers ferritiques à 14% de Cr présentant différents taux de renfort en titane et en yttrium. Les microstructures obtenues après déformation ont été caractérisées par EBSD.L'ensemble des analyses microstructurales effectuées montre que la mise en forme à chaud des aciers ferritiques par filage s'accompagne d'une recristallisation dynamique de type continue. Après formation des sous-joints par restauration, leurs désorientations continuent à croître, et ceux-ci se transforment graduellement en joints de grains au cours de la déformation. La cinétique de ce mécanisme semble néanmoins fortement influencée par les caractéristiques de la précipitation présente dans le matériau ; la recristallisation devenant moins complète lorsque les précipités sont plus fins et plus nombreux. En plus du taux de renfort, l'étude de la déformation de ces nuances en torsion et en compression dans des conditions proches de celles observées en filage révèle également une forte influence de la température sur leur comportement. Les microstructures de déformation présentent une évolution d'autant plus importante que la température et/ou le taux de renfort sont limités. À 1000°C, les évolutions observées indiquent la présence de la recristallisation dynamique continue. En revanche, lorsque l'on augmente la température et/ou le taux de renfort, la déformation s'accompagne d'une évolution limitée de la microstructure, notamment en torsion où un endommagement sévère aux niveaux des joints de grains est observé. Dans ce cas, les résultats sont interprétés par un mécanisme d'accommodation de la déformation au voisinage des joints de grains. Les paramètres rhéologiques calculés à partir de ces essais mécaniques confirment la tendance à une faible activité plastique au sein des grains dans les nuances renforcées. / The production of ODS steels involves a powder consolidation step usually using the hot extrusion (HE) process. The anisotropic properties of extruded materials, especially in the ODS ferritic grades (>wt%12Cr), need a better understanding of the metallurgical phenomena which may occur during HE and lead to the observed microstructure. The hot working behavior of these materials is of particular interest. The methodology of this work includes the microstructure analysis after interrupted hot extrusion, hot torsion and hot compression (1000-1200°C) tests of ferritic steels with 14%Cr and different amounts in Ti and Y2O3.The microstructure evolution during hot extrusion process is associated with continuous dynamic recrystallization (CDRX). It leads to the creation of new grains by the formation of low angle boundaries, and then the increase of their misorientation under plastic deformation. The investigations highlight also the role of precipitation on the kinetics of this mechanism; it remains incomplete in the presence of fine and dense nanoprecipitates. After hot deformation in torsion and compression, it is noticed that both precipitates and temperature deformation have a significant impact on the deformation mechanisms and microstructure evolution. Indeed, the CDRX is dominant when temperature and amount of reinforcement are limited. However, when they are increased, limited microstructure evolution is observed. In this case, the results are interpreted through a mechanism of strain accommodation at grain boundaries, with low dislocation activity in the bulk of the grains.
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Étude cinétique et cristallographique de la précipitation de la phase α aux joints de grains β/β dans un alliage de titane / Kinetics and crystallographic study of the α phase precipitation at β/β grains boundaries in a titanium alloy

Salib, Matthieu 02 March 2015 (has links)
Ce travail de thèse porte sur la formation et l’évolution des microstructures et microtextures des alliages de titane associées à la précipitation de la phase α aux JDGs β/β. L’alliage β-métastable Ti17 a été utilisé comme alliage modèle de par son aptitude à figer sa microstructure haute température, permettant de conserver la phase parente non transformée. De nombreuses analyses cristallographiques EBSD 2D et quelques analyses 3D ont été réalisées pour des microstructures formées sous diverses sollicitations thermiques (transformation en conditions isotherme (TI) ou refroidissement continu (RC)) et thermomécaniques (déformation de la phase parente puis TI ou RC). L’étude statistique automatisée des microtextures a été menée à partir de données EBSD en utilisant un algorithme spécifique conduisant aux mesures d’orientations de variants et à des grandeurs représentatives de la microtexture. Un lien étroit entre la cinétique de germination croissance de la phase α et le développement de la microtexture est mis en évidence, alors que ce paramètre est souvent négligé dans les travaux de la littérature. De plus, l’étude de différents critères de sélection de variants (SV) a conduit à montrer que la SV était fréquente pour les premiers grains formés. Ces premiers grains ont des conditions de germination plus favorables ; le variant choisi est celui qui minimise l’écart à la ROB avec les deux grains β. Autrement dit, l’énergie d’interface et surtout l’énergie élastique associée à la formation de ce variant sont minimales. Les conditions cristallographiques de formation des colonies de lamelles sont également étudiées et discutées / This work focuses on the formation and the evolution of microstructure and microtexture associated with the α phase precipitation at β/β GBs in titanium alloys. A β-metastable alloy (Ti17) has been studied, because the high temperature microstructure is frozen by a rapid quench and the untransformed parent phase remains. Numerous 2D EBSD analyses and some 3D analyses have been carried out after transformation and under various thermal and thermo-mechanical treatments (isothermal conditions and continuous cooling (CC) without and with prior deformation of the parent phase). One great originality of this study is the automated statistical approach used to characterize the microtexture from EBSD data. An algorithm has been specifically developed in order to get the variants orientation as well as different representative data characterizing the microtexture. We have identified the link between the nucleation/growth kinetics of α phase and the microtexture development, a relationship that is often neglected in the literature, where one usually associates the microtexture only to the variant selection and to the initial β texture. The occurrence of variants selection (VS) has been performed considering different VS criteria; it has been shown that VS is very active for the first grains formed. These grains have the most favorable nucleation conditions. The variant selected is the one that minimizes the deviation to the Burgers Orientation Relationship with both β grains; i.e. the one for which interfacial energy and especially the elastic energy associated to its formation are minimized. Moreover, the crystallographic conditions of α colonies formation are studied and discussed
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Interactions magma-roche, déformation à haute température et anisotropie sismique dans le manteau de la transition continent-océan et dans la lithosphère océanique / Melt-rock interaction, High-temperature deformation, and seismic properties in the continent-ocean transition mantle, and in the oceanic lithosphere

Satsukawa, Takako 08 February 2012 (has links)
Cette thèse regroupe deux études distinctes, qui documentent le contrôle des microstructures sur les propriétés sismiques des roches. La première partie traite du développement des orientations préférentielles cristallographiques (OPC) dans le manteau supérieur, associé aux interactions liquide/magma-roche, enregistré dans des xénolites de péridotites du bassin d'arrière-arc de la mer du Japon. Les caractéristiques microstucturales et géochimiques des échantillons étudiés montrent que l'ouverture arrière-arc active est associée à une déformation du manteau supérieure similaire à celle observée dans l'ophiolite d'Oman. L'initiation de l'extension d'arrière-arc n'est pas associée à de fortes interactions entre percolation magmatique et déformation, en comparaison avec les zones de rifting continentales, probablement en raison des taille et durée relativement petites de l'épisode d'ouverture. La seconde partie présente une base de données unique d'OPC de plagioclase de roches mafiques plus ou moins déformées. Les OPC sont classées en 3 types principaux; leurs caractéristiques en fonction du régime de déformation (magmatique ou plastique) sont présentées et discutées. Les propriétés sismiques calculées des roches gabbroiques montrent que l'anisotropie tend à croitre avec l'intensité des fabriques, bien qu'elle soit généralement faible, en raison des effets opposés des olivines/clinopyroxènes et du plagioclase. / This thesis compiles two distinct studies that both document the control of microstructures on rock seismic properties. The first part deals with the development of crystallographic preferred orientations (CPO) in the uppermost mantle associated with melt/fluid-rock interactions, recorded in peridotites xenoliths from the Japan sea back-arc basin. The microstructural and geochemical characteristics of the studied samples reveal that active spreading is associated to uppermost mantle deformation similar to that observed in the Oman ophiolite. At the onset of back-arc spreading, there are no strong interactions between melt percolation and deformation in comparison to continental rift zones, probably due to the relatively small size and short duration of the spreading event. The second part presents a unique database of plagioclase CPO from variously deformed mafic rocks. CPO are grouped in three main types; their characteristics as a function of deformation regime (magmatic or crystal-plastic) are outlined and discussed. Calculated seismic properties of gabbroic rocks show that anisotropy tends to increase as a function of fabric strength, although it is generally weak, due to the competing effect of olivine/clinopyroxene and plagioclase.
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Weiterentwicklung und Anpassung neuer Methoden der Mikrostrukturanalyse für keramische Systeme mit Phasenumwandlungen

Berek, Harry 17 September 2013 (has links)
Ein Schwerpunkt der Arbeit ist die lokale Phasenanalyse keramischer Systeme mittels EBSD. Insbesondere bei MMC auf der Basis von TRIP-Stahl/Mg-PSZ ist die Ortsauflösung der bisher üblichen XRD-Phasenanalyse nicht ausreichend. Das gilt auch für die Analyse von Grenzflächenreaktionen, wie sie zum Beispiel bei Korrosionsprozessen auftreten. Es wurde eine Methode der Probenpräparation entwickelt und erfolgreich für unterschiedliche keramische Systeme eingesetzt. Ein Ergebnis ist der Nachweis von spannungs-assistierten Phasenumwandlungen in Mg-PSZ. Zweiter Schwerpunkt ist die Entwicklung einer in situ Druckverformungsapparatur für einen Labor-Röntgen-Tomographen. Mit dieser Apparatur können Druckverformungskräfte bis 100 kN erreicht werden. Tomographische Untersuchungen werden unter Druckspannung durchgeführt. Im Rahmen der Arbeit wurde insbesondere das Verformungs- und Schädigungsverhalten von MMC in Form von Schäumen und Wabenkörpern detailliert untersucht.
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Mikrotextur und magnetische Mikrostruktur in Hartmagneten aus (Nd,Pr)2Fe14B-Verbindungen

Khlopkov, Kirill 10 January 2007 (has links)
In der vorliegenden Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen der magnetischen Mikrostruktur und der Ausrichtung der Kristallite, sowohl in Sintermagneten als auch in feinkristallinen, warmumgeformten Magneten auf Nd2Fe14B- und Pr2Fe14B-Basis, untersucht. Die EBSD-Technik (electron backscatter diffraction) wurde für Sintermagnete und für feinkristalline, warmumgeformte Magnete auf Nd2Fe14B-Basis erstmals erfolgreich eingesetzt, um eine quantitative Texturanalyse durchzuführen. Die Polfiguren des hoch texturierten Sintermagneten bzw. warmumgeformten Magneten zeigen eine stark ausgeprägte [001] Fasertextur. Aus dem Vergleich von REM-, EBSD- und Kerr-Untersuchungen an ein- und derselben Probenoberfläche der Sintermagnete konnte quantitativ gezeigt werden, wie die Domänenstruktur von der individuellen Orientierung der Nd2Fe14B-Körner abhängt. Die Domänenstruktur der hoch texturierten Sintermagnete weist auf eine starke magnetostatische Wechselwirkung zwischen den Kristalliten hin. In den Heißpresslingen und in den warmumgeformten Magneten auf Nd2Fe14B-Basis und Pr2Fe14B-Basis wurden Wechselwirkungsdomänen mittels Magnetkraftmikroskopie nachgewiesen. Die Wechselwirkungsdomänen, deren Größe stark vom Umformgrad abhängt, sind immer größer als die einzelnen Kristallite. Die Bildung der Wechselwirkungsdomänen wurde auf magnetostatische Wechselwirkung zwischen den Kristalliten zurückgeführt, was mit Hilfe der Wohlfarth-Analyse der Remanenzverhältnisse bestätigt werden konnte. Die magnetische Mikrostruktur der warmumgeformten Magnete wurde mit einem Modell, das auf der Bildung von Ketten magnetischer Momente (parallel zur Kettenachse) beruht, beschrieben. Unterhalb der Temperatur des Spinumorientierungsüberganges der Nd2Fe14B-Phase weisen die Sintermagnete rechteckige Domänenmuster auf. Diese magnetische Mikrostruktur wird durch eine spezifische Verteilung der Domänenwände in Bezug auf Änderungen der magnetischen Anisotropie ausgebildet. Im Gegensatz dazu ändern sich die Wechselwirkungsdomänen in dem warmumgeformten Magneten nicht, was auf die starke magnetostatische Wechselwirkung zwischen den Kristalliten zurückgeführt wurde. / In this work, the correlation between magnetic domain structure and grain alignment in sintered and die-upset magnets, based on Nd2Fe14B and Pr2Fe14B compounds, is investigated. For the first time, EBSD (electron backscatter diffraction) has been successfully applied to conduct a quantitative analysis of the texture of sintered and die-upset Nd2Fe14B magnets. Pole figures of the highly textured sintered and die-upset magnets show a strong [001] fiber texture. By a comparison of SEM, EBSD and Kerr images of the same surface of sintered magnets it was possible to correlate the domain structure of individual grains to their orientation. The domain structure of the highly textured sintered magnet indicates to the presence of a strong magnetostatic interaction between individual grains. Interaction domains have been studied in hot-pressed und die-upset magnets based on Nd2Fe14B and Pr2Fe14B compounds by MFM. The lateral expansion of interaction domains is always larger than grain size and depends from the degree of deformation. The formation of interaction domains is attributed to magnetostatic interaction between individual grains, which has been confirmed by a Wohlfarth’s analysis of the remanence ratio. The magnetic domain structure of die-upset magnets can be described by a model, based on the formation of chains of magnetic moments parallel to the chain direction. Below the spinreorientation temperature of the Nd2Fe14B phase, sintered magnets show a rectangular domain structure. This domain structure is formed by a specific domain wall distribution corresponding to changes of the magnetocrystalline anisotropy. In contrast to this, the interaction domains in the die-upset magnets show no changes below the spinreorientation temperature, what can be also ascribed to the magnetostatic interaction between individual grains.
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High temperature creep performance of alloy 800H.

Gardiner, Benjamin Robert January 2014 (has links)
Investigations on post service material showed that Alloy 800H pigtails from methanol producer Methanex have service lives ranging from 3 to 18 years. Because of this variability in service life, Alloy 800H creep performance was assessed and a new criterion for its procurement developed. The current criterion recommends an ASTM grain size of 5 (72µm) or coarser with no consideration given to grain size distribution, grain boundary types, or grain boundary network topology. Results from the investigation showed that this current criterion may produce variations in steady state creep rates of an order of magnitude between ASTM grain size 1 and 5, and a 2.5 times variation in creep ductility. The ability to accurately reveal grain boundaries and assess grain boundary types is fundamental to the identification and quantification of coherent twin boundaries, and the measurement of average grain size and grain size distribution. EBSD mapping has the ability to distinguish grain boundary types using crystal orientation measurement. Grain size measurement from optical micrographs relies on morphological indicators to identify coherent twins. However, it is shown that many of the boundaries observed as straight line morphology on 2D sections did not possess {111} (coherent) interfaces. 3D reconstructions of Alloy 800H revealed the deficiencies in classifying geometry from two-dimensional (2D) sections. Σ3 Crystal volumes can be categorized as lamellar or edge structures. Lamellar structures are characterized by the appearance of parallel Σ3 boundary planes while an edge structure contains a single Σ3 interface. Sectioning plane location alters the perception of morphology. For simple twin structures, the tradition 2D classifications of morphology (complete parallel, incomplete parallel and corner Σ3) may all appear on a section plane from a single lamellar structure.
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A high resolution electron backscatter diffraction study of heterogeneous deformation in polycrystal copper

Jiang, Jun January 2013 (has links)
Understanding the plastic deformation mechanisms in polycrystals is a long-standing fundamental problem and its improvement has significant potential impact on the increase in materials resistance to typical failure modes such as fatigue cracking and stress corrosion cracking and hence the increase in the materials strength. However many deformation models are yet to be validated as quantitative experimental results at mesoscale to correlate dislocations and microstructure features are limited. This thesis furthers the High Resolution EBSD (HR-EBSD) technique in Geometrically Necessary Dislocation (GND) density measurement from qualitative analysis with a typical map size of 100 μm x100 μm to quantitative analysis with a map of 500 μm x500 μm by determining the optimised scanning step size (0.5 μm) and detector binning level (4x4 binning). This allows a statistically large number of grains to be sampled. Combining with obtained crystallographical information from a conventional EBSD system, systematic studies on GNDs behaviours with respect to a range of microstructure features such as grain boundaries and triple junctions were conducted on monotonically deformed polycrystal copper samples under tension. Relatively high GND density points were found near triple junctions and some grain boundaries whereas the low GND density points tend to appear near the grains’ interiors. These tendencies are particularly profound in low and moderately deformed samples. Hence more detailed analyses were performed to investigate the relations of GND density and the properties of grain boundaries and triple junctions. These quantitative analyses were complemented with direct visual assessment. The visual inspection provides interesting findings such as the strong GND structure dependence on grain orientations and GND structure development through increasing deformation; grain-grain interaction influences on GND structure development and GND structures near triple junctions. These GND density studies provide experimental results to validate some of the existing plastic deformation models for instance Ashby’s model of hardening and Hall-Petch relation. However, some of the new observations on GND structures at mesoscale cannot be fully rationalised by existing proposed mechanisms. Hence new models have been proposed that these GND structures might be generated from the intersections of different slip systems which occurred in various parts of a grain, or by the dislocation piling-up at some microstructural features e.g. triple junctions and twin boundaries.
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Thermomechanical processing of magnesium alloy Elektron 43

Brownsmith, Tomas January 2018 (has links)
Elektron 43 (WE43C) is a modern magnesium rare earth alloy (Mg-RE) with potential light-weighting applications in wrought civil aerospace components. Rare earth elements are known to improve mechanical properties and weaken texture of wrought Mg-RE alloys, but for Elektron 43 the parameters of thermomechanical processing (TMP) that produce optimum microstructure development are not well understood. A large data-set of Elektron 43 flow stress data was collected in an extensive range of hot compression tests at typical TMP temperatures (350-500°C) and strain rates (0.001-100\s). Friction parameters were determined in a ring compression study. Material data was corrected for friction, strain rate and temperature variations. Parameters were fit for a sinh constitutive equation. The corrected material data and used to develop an initial finite element model in the commercial software package QForm. Further work to calibrate the heat transfer parameters is required. The effect of two extrusion parameters (temperature and ram speed) on microstructure and mechanical properties was explored. Extrusion of 60 mm diameter Elektron 43 billets to 20 mm diameter rods (ER=9.92) was conducted at three temperatures (380°C, 420°C and 460°C) and a range of ram speeds (~0.1-15 mm/s). An approximate extrusion limit diagram was formed from empirical relations for extrusion load and hot cracking. Extruded microstructures were bi-modal consisting of dynamically recrystallised (DRX) grains and elongated deformed grains. The typical `prismatic' deformation texture (extrusion direction ED||) was weakened by increasing DRX fraction, concomitant of increased ram speed and temperature. Small DRX grains at low temperature/ram speed had very weak preferences for the 'RE component' with ED||. Increase in ram speed/temperature resulted in a rarely reported 'c-axis' RX texture (ED||) becoming increasingly prominent. This texture dominated at high temperatures and speeds. C-axis grains were larger than those of the RE and prismatic orientations, with the relative difference increasing with DRX fraction. Thus a growth advantage of c-axis grains has been demonstrated: it is postulated these grain boundaries have higher boundary mobility (considering the 90° misoreintation with the deformation texture) and driving pressure (as they are not well oriented for basal slip). Suppression of all RE texture modification followed extrusion at 460°C, 0.16 mm/s. The RX texture was typical of non-RE Mg alloys: ED||. It is argued that at this condition solute segregation is suppressed. Extrusions showed low ambient yield asymmetry. The highest measured yield stresses were correlated with partial RX. These two observations can be explained by a balance of texture, Hall-Petch strengthening and work hardening. One unexplained observation of note is that the maximum observed yields generally correspond to a reversed yield asymmetry.
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Effect of initial microstructure on the deformation and annealing behaviour of low carbon steel.

Xu, Wanqiang, Materials Science & Engineering, Faculty of Science, UNSW January 2006 (has links)
The effect of initial microstructures of an 0.05 wt.% C low carbon steel, acicular ferrite (AF), Bainite (B), polygonal ferrite (PF), fine polygonal ferrite (FPF), and a microstructure produced by direct strip casting (DSC) (termed SC), on the deformation and recrystallization behaviour of cold rolled low carbon (LC) steel, was investigated. The initially prepared samples with the initial microstructures were cold rolled to 50, 70 and 90% reductions, then annealed isothermally in the temperature range 580 ??? 680 oC. The microstructures and textures produced by deformation and annealing were studied by optical microscopy, XRD, TEM, SEM and EBSD. The initial microstructures were characterized mainly by optical microscopy and EBSD. Using EBSD, the ferrite grain size of the AF, B and SC samples was considerably larger than that found by optical microscopy with a large fraction of low angle grain boundaries (LAGBs) observed within prior austenite grains. All samples exhibited a very weak texture close to random. After cold rolling, the microstructures of AF and SC contained shear bands with PF and FPF generating deformation bands. For AF and SC, the pearlite phase was more extensively elongated in rolling direction compared with PF and FPF. After 90% cold rolling reduction, PF, FPF and SC consist mainly of the texture component and AF and B . It was found that FPF recrystallized most rapidly followed by B, PF and AF with SC recrystallizing orders of magnitude more slowly due to the solution drag caused by its uniformly distributed higher Mn content. Very strong (???-fibre) texture was generated in cold rolled PF followed by FPF, with AF, SC and B generating very weak textures. The texture evolution during annealing 90% reduction PF was examined in further detail. The behaviour of nucleation and grain growth provides strong evidence of orientated nucleation as the dominant factor for CRA texture development in this material.

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