Giant Young's modulus variations in ultrafine-grained copper caused by texture changes at post-SPD heat treatment

Abstract

The effect of annealing on dynamic Young’s modulus, E, of ultrafine-grained (UFG) copper obtained by combined severe plastic deformation (SPD) is investigated. It is established that Young’s modulus in the SPD-prepared samples exceeds that in coarse-grained fully annealing (CGFA) samples by 10 to 20%. Isothermal annealing at elevated temperatures be-tween 90 and 630°C leads to a sharp decrease of Young’s modulus for annealing temperatures above 210°C. After annealing at 410°C, the value of E reaches its minimal value that is 35% lower then E in CGFA samples. Further annealing at higher temperatures leads to an increase in Young’s modulus. It is shown that the unusual behavior of Young’s modulus is caused by formation of <111> axial texture in SPD-treated samples which then is replaced by the <001> texture during the post- SPD heat treatment.

Вивчено вплив отжигу на динамічний модуль Юнга E, ультрадрібнозерністої міді, отриманої в результаті комбінованої інтенсивної пластиченої дефoрмаціх (ІПД). Встановлено, що модуль Юнга в ІПД-зразках більше, ніж в повністю відпалених крупнозерністих зразках на 10-20%. Ізотермічний отжиг при підвищенні температури від 90 до 630°C приводить до різкого зменшення модуля Юнга при температурах отжига до 210°C. Після отжига при 410°C, значення E досягає свого мінімального значення, яке на 35% менше, ніж E в повністю відпалених крупнозерністих зразках. Подальший отжиг при більш високих температурах приводить до зростання модуля Юнга. Показано, що незвичайна поведінка модуля Юнга зумовлена формуванням аксиальної текстури <111> в ИПД-зразках, яка згодом змінюється текстурою <001> при пост-ИПД термічній обробці

Изучено влияние отжига на динамический модуль Юнга, E, ультрамелкозернистой меди, полученной в результате комбиниро-ванной интенсивной пластической дефoрмации (ИПД). Установлено, что модуль Юнга в ИПД-образцах больше, нежели в полностью отожженных крупнозернистых образцах на 10-20%. Изотермический отжиг при повышении температуры от 90 до 630°C приводит к резкому уменьшению модуля Юнга при температурах отжига до 210°C. После отжига при 410°C, значение E достигает своего минимального значения, которое на 35% меньше, чем E в полностью отожженных крупнозернистых образцах. Дальнейший отжиг при более высоких температурах приводит к росту модуля Юнга. Показано, что необычное поведение модуля Юнга обусловлено формированием аксиальной текстуры <111> в ИПД-образцах, которая затем замещается текстурой <001> при пост-ИПД термической обработке