cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ "МИСИС"10.17073/0021-3438-2014-6-44-50cvmet-132Research ArticleМеталловедение и термическая обработкаPhysical Metallurgy and Heat TreatmentПСЕВДОНЕПОЛНОЕ СМАЧИВАНИЕ ГРАНИЦ ЗЕРЕН В СИЛЬНОДЕФОРМИРОВАННЫХ СПЛАВАХ Al–ZnPseudopartial Wetting of Grain Boundaries in Severely Deformed Al–Zn AlloysСтраумалБ. Б.StraumalB. B.

докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры физической химии, вед. науч. сотр. лабораториигибридных наноматериалов МИСиС (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4), зав. лабораторией физики поверхностей раздела в металлах ИФТТ РАН (142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 2).

МазилкинА. А.MazilkinA. A.

канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. Сектора элементного и структурного анализа ИФТТ РАН.

СоважГ.SauvageX.

докт. физ. наук, профессор Руанского университета (765801, Франция, г. Сент-Этьенн-де-Руврэ,Авеню де ль’Университэ). 

ВалиевР. З.ValievR. Z.

докт. физ.-мат. наук, проф., директор Института физики перспективных материалов УГАТУ(450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12). 

СтраумалА. Б.StraumalA. B.

магистр, аспирант кафедры физической химии МИСиС.

ГусакА. М.GusakA. M.

докт. физ.-мат. наук, проф., руководитель группы теоретической физики ЧНУ(18027, Украина, г. Черкассы, б-р Шевченко, 81). 

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. МоскваRussian FederationИнститут физики твердого тела (ИФТТ) РАН, г. Черноголовка, Московская обл.Russian FederationРуанский университет, г. Сент-Этьенн-де-Руврэ, ФранцияFranceУфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ)Russian FederationЧеркасский национальный университет (ЧНУ) им. Б. Хмельницкого, УкраинаUkraine201401032015064450Copyright © Страумал Б.Б., Мазилкин А.А., Соваж Г., Валиев Р.З., Страумал А.Б., Гусак А.М., 20142014Страумал Б.Б., Мазилкин А.А., Соваж Г., Валиев Р.З., Страумал А.Б., Гусак А.М.Straumal B.B., Mazilkin A.A., Sauvage X., Valiev R.Z., Straumal A.B., Gusak A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/132

Сплавы Al–Zn после интенсивной пластической деформации методом кручения под высоким давлением имеют три различных класса границ зерен (ГЗ) Al/Al, смоченных второй твердой фазой, богатой цинком. Полностью смоченные ГЗ Al/Al покрыты слоем фазы, обогащенной цинком, толщиной более 30 нм. Частично (не полностью) смоченные ГЗ Al/Al контактируют с частицами фазы, богатой цинком, с контактным углом >60°, но не содержат какой-либо измеримой концентрации цинка. Псевдонеполно смоченные ГЗ Al/Al также контактируют с частицами Zn с углом контакта >60°. Тем не менее они имеют тонкую прослойку фазы, богатой цинком, равномерной толщины 2–4 нм, наличие которой объясняет необычайно высокую пластичность сплавов Al–Zn после кручения под высоким давлением.

Al–Zn alloys after the intense plastic deformation by the high-pressure torsion method have three various classes of grain boundaries (GBs) Al/Al wetted with a second zinc-enriched phase. Completely wetted Al/Al GBs are coated with a layer of the zinc-enriched phase thicker than 30 nm. Partially (incompletely) wetted Al/Al GBs contact with particles of the zinc-enriched phase with a contact angle >60° but contain no any measurable zinc concentration. Pseudopartially wetted Al/Al GBs also contact with Zn particles with a contact angle >60°. However, they have a thin interlayer of the zinc-enriched phase with a uniform thickness of 2–4 nm, the presence of which explains the unusually high plasticity of the Al–Zn alloys after highpressure torsion.

границы зеренинтенсивная пластическая деформациякручение под высоким давлениемсмачиваниеgrain boundariesintense plastic deformationhigh-pressure torsionwettingReferencesLuo J. // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2007. Vol. 32, № 1. P. 67.Luo J. // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2007. Vol. 32, № 1. P. 67.Rafaϊ S., Bonn D., Betrand E., Meunier J. // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 92, № 24. P. 245701.Rafaϊ S., Bonn D., Betrand E., Meunier J. // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 92, № 24. P. 245701.Kaplan W.D., Chatain D., Wynblatt P., Carter W.C. // J. Mater. Sci. 2013. Vol. 48, № 17. P. 5681.Kaplan W.D., Chatain D., Wynblatt P., Carter W.C. // J. Mater. Sci. 2013. Vol. 48, № 17. P. 5681.Straumal B.B., Rodin A.O., Shotanov A.E. et al. // Defect Diff. Forum. 2013. Vol. 333. P. 175.Straumal B.B., Rodin A.O., Shotanov A.E. et al. // Defect Diff. Forum. 2013. Vol. 333. P. 175.Rabkin E.I., Shvindlerman L.S., Straumal B.B. // Int. J. Mod. Phys. B. 1991. Vol. 5, № 19. Р. 2989.Rabkin E.I., Shvindlerman L.S., Straumal B.B. // Int. J. Mod. Phys. B. 1991. Vol. 5, № 19. Р. 2989.Tang M., Carter W.C., Cannon R.M. // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73, № 24. P. 024102.Tang M., Carter W.C., Cannon R.M. // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73, № 24. P. 024102.Subramaniam A., Koch C.T., Cannon R.W., Rühle M. // Mater. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 422, № 1. P. 3.Subramaniam A., Koch C.T., Cannon R.W., Rühle M. // Mater. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 422, № 1. P. 3.Tang M., Carter W.C., Cannon R.W. // J. Mater. Sci. 2006. Vol. 41, № 23. P. 7691.Tang M., Carter W.C., Cannon R.W. // J. Mater. Sci. 2006. Vol. 41, № 23. P. 7691.Gu H., Cannon R.W., Tanaka I., Rühle M. // Mater. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 422, № 1. P. 51.Gu H., Cannon R.W., Tanaka I., Rühle M. // Mater. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 422, № 1. P. 51.Brochard-Wyart F., di Meglio J.M., Quéré D., de Gennes P.G. // Langmuir. 1991. Vol. 7, № 2. P. 335.Brochard-Wyart F., di Meglio J.M., Quéré D., de Gennes P.G. // Langmuir. 1991. Vol. 7, № 2. P. 335.de Gennes P.G. // Rev. Mod. Phys. 1985. Vol. 57, № 3. P. 827.de Gennes P.G. // Rev. Mod. Phys. 1985. Vol. 57, № 3. P. 827.Straumal B.B., Gust W., Watanabe T. // Mater. Sci. Forum. 1999. Vol. 294-296. P. 411.Straumal B.B., Gust W., Watanabe T. // Mater. Sci. Forum. 1999. Vol. 294-296. P. 411.Straumal B.B., Gornakova A.S., Kogtenkova O.A. et al. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78, № 5. P. 054202.Straumal B.B., Gornakova A.S., Kogtenkova O.A. et al. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78, № 5. P. 054202.Straumal B., Rabkin E., Lojkowski W. et al. // Acta Mater. 1997. Vol. 45, № 5. P. 1931.Straumal B., Rabkin E., Lojkowski W. et al. // Acta Mater. 1997. Vol. 45, № 5. P. 1931.Chang L.-S., Straumal B.B., Rabkin E. et al. // J. Phase Equlibria. 1997. Vol. 18, № 2. Р. 128.Chang L.-S., Straumal B.B., Rabkin E. et al. // J. Phase Equlibria. 1997. Vol. 18, № 2. Р. 128.Chang L.-S., Rabkin E., Straumal B.B. et al. // Defect Diff. Forum. 1998. Vol. 156. Р. 135.Chang L.-S., Rabkin E., Straumal B.B. et al. // Defect Diff. Forum. 1998. Vol. 156. Р. 135.Moon J., Garoff S., Wynblatt P., Suter R. // Langmuir. 2004. Vol. 20, № 2. P. 402.Moon J., Garoff S., Wynblatt P., Suter R. // Langmuir. 2004. Vol. 20, № 2. P. 402.Straumal B., Gust W., Molodov D. // Interface Sci. 1995. Vol. 3, № 2. 127.Straumal B., Gust W., Molodov D. // Interface Sci. 1995. Vol. 3, № 2. 127.López G.A., Mittemeijer E.J., Straumal B.B. // Acta Mater. 2004. Vol. 52, № 6. P. 4537.López G.A., Mittemeijer E.J., Straumal B.B. // Acta Mater. 2004. Vol. 52, № 6. P. 4537.Protasova S.G., Kogtenkova O.A., Straumal B.B. et al. // J. Mater. Sci. 2011. Vol. 46, № 11. P. 4349.Protasova S.G., Kogtenkova O.A., Straumal B.B. et al. // J. Mater. Sci. 2011. Vol. 46, № 11. P. 4349.Straumal B., Valiev R., Kogtenkova O. et al. // Acta Mater. 2008. Vol. 56, № 8. P. 6123.Straumal B., Valiev R., Kogtenkova O. et al. // Acta Mater. 2008. Vol. 56, № 8. P. 6123.Straumal B., Kogtenkova O., Protasova S. et al. // Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 495, № 1. P. 126.Straumal B., Kogtenkova O., Protasova S. et al. // Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 495, № 1. P. 126.Valiev R.Z., Murashkin M.Y., Kilmametov A. et al. // J. Mater. Sci. 2010. Vol. 45, № 17. P. 4718.Valiev R.Z., Murashkin M.Y., Kilmametov A. et al. // J. Mater. Sci. 2010. Vol. 45, № 17. P. 4718.Straumal B.B., Kogtenkova O.A., Protasova S.G. et al. // J. Mater. Sci. 2011. Vol. 46, № 11. P. 4243.Straumal B.B., Kogtenkova O.A., Protasova S.G. et al. // J. Mater. Sci. 2011. Vol. 46, № 11. P. 4243.Sauvage X., Wetscher F., Pareige P. // Acta Mater. 2005. Vol. 53, № 7. P. 2127.Sauvage X., Wetscher F., Pareige P. // Acta Mater. 2005. Vol. 53, № 7. P. 2127.Straumal B.B., Klinger L.M., Shvindlerman L.S. // Scripta Мetal. 1983. Vol. 17, № 3. P. 275.Straumal B.B., Klinger L.M., Shvindlerman L.S. // Scripta Мetal. 1983. Vol. 17, № 3. P. 275.Molodov D.A., Straumal B.B., Shvindlerman L.S. // Scripta Мetal. 1984. Vol. 18, № 3. P. 207.Molodov D.A., Straumal B.B., Shvindlerman L.S. // Scripta Мetal. 1984. Vol. 18, № 3. P. 207.Chen X.J., Levi A.C., Tosatti E. // Surface. Sci. 1991. Vol. 251-252. P. 641.Chen X.J., Levi A.C., Tosatti E. // Surface. Sci. 1991. Vol. 251-252. P. 641.dal Corso A., Tosatti E. // Phys. Rev. B. 1993. Vol. 47, № 15. Р. 9742.dal Corso A., Tosatti E. // Phys. Rev. B. 1993. Vol. 47, № 15. Р. 9742.Лившиц Е.М. // ЖЭТФ. 1955. Vol. 29, № 1. P. 94. Lifshitz E.M. // Sov. Phys. JETP. 1956. Vol. 2, № 1. P. 73.Лившиц Е.М. // ЖЭТФ. 1955. Vol. 29, № 1. P. 94. Lifshitz E.M. // Sov. Phys. JETP. 1956. Vol. 2, № 1. P. 73.Straumal B.B., Klinger L.M., Shvindlerman L.S. // Acta Мetal. 1984. Vol. 32, № 9. Р. 1355.Straumal B.B., Klinger L.M., Shvindlerman L.S. // Acta Мetal. 1984. Vol. 32, № 9. Р. 1355.Shahidzadeh N., Bonn D., Ragil K., Broseta D., Meunier J. // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 80, № 18. P. 3992.Shahidzadeh N., Bonn D., Ragil K., Broseta D., Meunier J. // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 80, № 18. P. 3992.Ragil K., Meunier J., Broseta D. et al. // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 77, № 8. P. 1532.Ragil K., Meunier J., Broseta D. et al. // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 77, № 8. P. 1532.Konyashin I., Ries B., Lachmann F. et al. // Int. J. Refrac. Metals Hard Mater. 2008. Vol. 26, № 6. P. 583.Konyashin I., Ries B., Lachmann F. et al. // Int. J. Refrac. Metals Hard Mater. 2008. Vol. 26, № 6. P. 583.Yu L.Q., Zhong X.L., Zhang Y.P. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2011. Vol. 323, № 9. P. 1152.Yu L.Q., Zhong X.L., Zhang Y.P. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2011. Vol. 323, № 9. P. 1152.Binary Alloy Phase Diagrams / Ed. T.B. Massalski. OH (Materials Park): ASM International, 1990. P. 238.Binary Alloy Phase Diagrams / Ed. T.B. Massalski. OH (Materials Park): ASM International, 1990. P. 238.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.