서브그레이인 회전 재스트리밍

Subgrain rotation recrystallization

야금학, 재료과학, 구조지질학에서 하위곡선 회전 재결정화는 동적 재결정화를 위한 중요한 메커니즘으로 인식된다.그것은 경계를 가로지르는 결정 격자 사이의 불일치가 곡물 경계로 간주하기에 충분할 때까지 초기에는 저각 하위 곡물 경계의 회전을 포함한다.[1][2]이 메커니즘은 많은 광물(쿼츠, 석회석, 올리빈, 피록세네, 마이카, 장석, 할라이트, 가넷, 지르콘 포함)과 금속(다양한 마그네슘, 알루미늄 및 니켈 합금)에서 인정되었다.[3][4][5]

구조

금속과 광물에서 곡물은 서로 다른 결정 방향으로 정렬된 구조로 되어 있다.하위곡물은 곡물경계 < 10~15도 각도>에서 방향을 잡은 곡물로 정의되어 저각의 곡물경계(LAGB)가 된다.에너지 대 곡물 경계의 이탈 횟수의 관계 때문에 LAGB가 더 많은 대신 고각의 곡물 경계(HAGB)가 더 적게 형성되고 성장할 수 있는 원동력이 있다.변환의 에너지는 경계에서의 인터페이스 에너지, 격자 기하학(원자 및 평면 간격, 재료의 구조[즉 FCC/BCC/HCP] 및 관련 곡물의 자유도(방향성, 기울기)에 따라 달라진다.재분배된 재료는 전체 곡물 경계 면적이 적으며, 이는 곡물 경계를 따라 부서지기 쉬운 골절을 통한 실패 가능성이 낮다는 것을 의미한다.

메커니즘

서브그레이인 회전 재스트리밍은 연속 동적 재스트리밍의 한 유형이다.연속적인 동적 재분배는 저각의 곡물이 고각의 곡물로 진화하여 오방향을 증가시키는 것을 포함한다.[6]한 가지 메커니즘은 LAGB에서 같은 신호 이탈의 이동과 응집, 그리고 곡물 경계 피복이 뒤따르는 것일 수 있다.[7]이 변환은 서브그레이인 경계에 작은 침전물이 포함되어 있을 때 발생하며, 이 침전물이 제자리에 고정된다.부곡의 경계는 탈구를 흡수하기 때문에 부곡은 성장 대신 회전에 의해 곡물로 변한다.이 과정은 일반적으로 높은 온도에서 발생하는데, 이것은 탈구가 활공과 상승 모두를 가능하게 한다; 낮은 온도에서는 탈구의 움직임이 더 어렵고 곡물이 덜 움직인다.[8]

이와는 대조적으로 불연속 동적 재분석은 새로운 곡물의 핵화와 성장을 수반하며, 온도 및/또는 압력 증가로 인해 새로운 곡물이 주변 곡물에 비해 높은 각도에서 자란다.

기계적 특성

곡물 강도는 일반적으로 홀-페치 관계를 따르며, 이는 곡물 크기의 제곱근에 따라 재료 강도가 감소한다는 것을 말한다.더 작은 서브그레이드의 수가 많을수록 항복응력이 더 높아지며, 따라서 일부 재료는 많은 서브그레이드를 가지도록 의도적으로 제조될 수 있으며, 이 경우 서브그레이더 회전 재분산을 피해야 한다.

침전물은 곡물 경계에서도 형성될 수 있다.하위 곡물 경계에서의 침전물은 인접한 곡물에 평행하게 더 긴 형태로 자라는 반면, HAGB의 침전물은 더 막힘이 많은 것으로 관찰되었다.가로 세로 비율의 차이는 재료에 서로 다른 강화 효과를 제공할 수 있다. LAGB의 긴 플레이트 형태의 침전물은 스트레스를 받으면 분해되고 부서지기 쉬운 고장을 일으킬 수 있다.하위곡선 회전 재분배는 LAGB의 수를 감소시켜 평탄하고 긴 침전물의 수를 감소시키며 또한 이 취약성 고장에 사용할 수 있는 경로의 수를 감소시킨다.

실험기법

전자 백스캐터 회절(EBSD)이나 편광 광학 현미경(POM) 등 스캐닝 전자현미경(SEM) 기법을 이용해 다양한 곡물과 그 방향을 관찰할 수 있다. 시료는 처음에는 냉간 또는 열간 압연하여 높은 수준의 탈구 밀도를 도입한 다음 다른 변형률로 변형하여 동적 재생을 도모한다.결정화가 일어나다변형은 압축, 장력 또는 비틀림 형태일 수 있다.[6]응력을 가하는 방향으로 곡물이 길어지고 하위곡선 경계의 오방향 각도가 증가한다.[8]

참조

  1. ^ Li, J.C.M (1962). "Possibility of subgrain rotation during recrystallization". Journal of Applied Physics. 33 (10): 2958–2965. Bibcode:1962JAP....33.2958L. doi:10.1063/1.1728543.
  2. ^ Urai, J.L. "Dynamic recrystallization of minerals".
  3. ^ C.W.에 의한 마이크로텍토닉스패시어와 R.A.J.Trow, 2차 개정판 및 확대판, 2005년, 16세, 366 페이지, 322 일루, CD 포함
  4. ^ 지구 구조: 구조 지질학과 지질학에 대한 소개, B.반 데어 플러이름 & S. 마샤크, 2004년 2판, 656 p.
  5. ^ Drury, M.R.; Pennock, G.M. (2007). "Subgrain Rotation Recrystallization in Minerals". Materials Science Forum. 550: 95–104. doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.550.95. S2CID 135523964.
  6. ^ a b Gourdet, S.; Montheillet, F. (2000). "An experimental study of the recrystallization mechanism during hot deformation of aluminium". Materials Science and Engineering: A. 283 (1–2): 274–288. doi:10.1016/S0921-5093(00)00733-4.
  7. ^ Fasan, B.; Sherby, O.; Dorn, J. (1953). "Some observations on grain boundary shearing during creep" (PDF). Journal of Metals. 6 (8): 919–922. doi:10.1007/BF03398039.
  8. ^ a b Yan, L; Shen, J. (2010). "Dynamic Recrystallization of 7055 Aluminum Alloy During Hot Deformation". Material Science Forum. 650: 295–301. CiteSeerX 10.1.1.662.6627. doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.650.295. S2CID 137549993.