Formation of a Gradient Structure in a Material by Twist Extrusion

Abstract

Hexagonal samples with an initial coarse-grained structure (CG) in the near-axis zone and a gradient ultrafine-grained (UFG) structure at the periphery are formed by twist extrusion (TE) of commercialpurity copper through a hexagonal twist die with a small twist-line slope. This hybrid structure of the samples provides conditions for a large uniform deformation before necking (due to the CG core) and a high yield strength (due to the gradient UFG periphery). The hybrid CG–UFG structure can be formed due to the threshold nature of metal grain refinement during cyclic deformation. A simple relation is derived for estimating the CG core diameter of the sample. The structure and the texture of the samples are investigated by X-ray diffraction and optical microscopy. Шестикутні зразки з початковою крупнозернистою структурою (СГ) в зоні навколо осі та градієнтною ультрадисперсною градієнтною структурою на периферії утворюються крученою екструзією (ТЕ) комерційної чистоти міді через шестигранну викрутну матрицю з невеликим поворотним нахилом лінії. Ця гібридна структура зразків забезпечує умови для великої рівномірної деформації перед зав'язкою (за рахунок серцевини CG) та високої врожайності (завдяки градієнтній периферії UFG). Гібридна структура CG-UFG може формуватися завдяки пороговому характеру очищення зерна металу під час циклічної деформації. Проведено просте співвідношення для оцінки діаметру серцевини СГ зразка. Структуру та текстуру зразків досліджують за допомогою рентгенівської дифракції та оптичної мікроскопії.