ANISOTROPY AND ELEVATED TEMPERATURE DEFORMATION MECHANISMS IN AN Al-Li-Cu-Mn ALLOY

Abstract

The 2090 experimental alloy was deformed in torsion in the temperature (T) range of 300 through 500 °C at strain rates (ε of 0.01 to 5 s-1. The results were analyzed using the equation A (sinh α σ)n = Z = ε exp (QHW/RT) where Z is the Zener-Hollomon parameter. For the stress (σ) multiplier α = 0.052 kJ/mol, the activation energy (QHW) of 219 kJ/mol was determined. During hot working, the mechanism of dynamic recovery was operating. The average subgrain size (d) changed with the conditions of deformation according to the relationships d-1 = 0.057 lnZ –1.62 and σm = 155 d-1 – 5.33. The need to reduce the anisotropic behaviour with a better understanding of deformation mechanisms was the overall goal of this research. Heterogeneous precipitation on dislocations and grain boundaries was studied using transmission electron microscopy (TEM). The nature and density of dynamically formed precipitates depend on the temperature and strain rate and contribute to an irregular temperature dependence of ductility. A large volume density of T1 precipitates in different orientations formed at all temperatures, but especially during slow strain rates at 400 and 500 °C. Nonuniform distribution of the T1 phase has a significant influence on the ductility and anisotropy of the 2090 experimental alloy.On a déformé par torsion l’alliage expérimental 2090 dans la gamme de température (T) de 300 à 500 °C, à des vitesses de déformation (ε) de 0.01 5 s-1. On a analysé les résultats en utilisant l’équation: A (sinh α σ)n = Z = ε exp (QHW/RT), où Z est le paramètre de Zener-Hollomon. On a déterminé l’énergie d’activation (QHW) de 219 kJ/mol pour le multiplicateur (α = 0.052 kJ/mol) de contrainte (σ). Lors du travail à chaud, le mécanisme de restauration dynamique opérait. La taille moyenne (d) du sous-grain changeait avec les conditions de déformation d’après les relations: d-1 = 0.057 lnZ –1.62 et σm = 155 d-1 – 5.33. Le but global de cette recherche était le besoin de réduire le comportement anisotrope avec une meilleure compréhension des mécanismes de déformation. On a étudié la précipitation hétérogène sur les dislocations et aux joints de grain en utilisant la microscopie électronique à transmission (TEM). La nature et la densité des précipités formés dynamiquement dépendent de la température et de la vitesse de déformation et contribuent à une dépendance irrégulière de la ductilité sur la température. Une grande densité volumique de précipités T1 avec différentes orientations s’est formée à toutes les températures, mais plus spécialement aux basses vitesses de déformation à 400 et 500 °C. Une distribution non uniforme de la phase T1 a une influence importante sur la ductilité et sur l’anisotropie de l’alliage expérimental 2090.