Influence of changing strain rate on microstructure during hot deformation

Abstract

Hot plane strain compression tests have been carried out on a ferritic stainless steel, commercial purity aluminium and an aluminium 1% magnesium alloy under conditions of constant strain rate and with strain rate changed in a controlled manner from one constant value to another. At constant strain rate, subgrain size and dislocation density inside subgrains are related to flow stress in the manner observed previously on other materials. During and after changes in strain rate, subgrain size and dislocation density are not uniquely related to flow stress. Significant strain intervals after a strain rate change are required to establish the new equilibrium subgrain size. For the alloys, these strain intervals are larger when strain rate is increased than when it is decreased. The opposite is found for the commercial aluminium. This difference in behaviour is explained In terms of the relative rates of glide and climb of dislocations.

Résumé

Nous avons réalisé des essais de compression à chaud en déformation plane sur un acier inoxydable ferritique, sur de l'aluminium de pureté commerciale, et sur un alliage d'aluminium à 1 % de magnésium, dans des conditions de vitesse de déformation constante, et à vitesse de déformation variant d'une manière contrôlée d'une valeur constante à une autre. A vitesse de déformation constante, la taille des sous-grains et la densité de dislocations à l'intérieur des sous-grains sont liées à la contrainte d'écoulement de façon analogue à ce que l'on avait déjà observé sur d'autres matériaux. Pendant et après les variations de vitesses de déformation, la taille des sous-grains et la densité de dislocations ne dépendent pas uniquement de la contrainte d'écoulement. Des intervalles de déformation significatifs après une modification de vitesses de déformation sont nécessaires pour établir la nouvelle taille d'équilibre des sous-grains. Pour les alliages, ces intervalles de déformation sont plus grands lorsqu'on augmente la vitesse de déformation que lorsqu'on la diminue. On observe l'inverse dans le cas de l'aluminium commercial. Nous expliquons cette différence de comportement à partir des vitesses relatives de glissement et de montée des dislocations.

Zusammenfassung

Hochtemperatur-Kompressionsversuche in ebener Geometrie wurden an verschiedenen Werkstoffen durchgeführt: ferritischer rostfreier Stahl, kommerziell reines Aluminium und eine Aluminium-1% Magnesium-Legierung. Verformt wurde bei konstanter Stauchrate und mit einer kontrollierten Änderung der Stauchrate von einem konstanten zu einem anderen konstanten Wert. Bei konstanter Stauchrate hängen Subkorngröβe und Versetzungsdichte innerhalb der Subkörner in der schon früher an anderen Materialien beobachteten Weise zusammen. Während und nach den Wechseln in der Stauchrate gibt es keine eindeutige Beziehung. Es bedarf beträchtlicher weiterer Verformung nach einem Wechsel der Stauchrate, um das beue Gleichgewicht in der Subkorngröβe einzustellen, Bei den Legierungen sind diese Verformungsintervalle gröβer für eine Vergröβerung der Stauchrate. Das Gegenteil wird beim kommeriell reinen Aluminium beobachtet. Dieses unterschiedliche Verhalten wird anhand der unterschiedlichen relativen Gleit- und Klettergeschwingidkeiten der Versetzungen erklärt.