Mapping the microstructure evolution of nickel deformed by orthogonal cutting
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Resumen
La deformación plástica severa producida en operaciones de corte ortogonal es utilizada para crear microestructuras deformadas en níquel comercialmente puro utilizando múltiples condiciones de corte. Las condiciones termomecánicas resultantes, deformación, tasa de deformación, y el aumento de la temperatura son calculadas, y resultan en la microestructura final de la viruta. La respuesta microestructural es cuantificada para los defectos creados durante la deformación, es decir la densidad dislocaciones total, y para el esfuerzo de fluencia a través de las microdurezas. Una revisión de la densidad de dislocaciones en níquel puro deformado en varios procesos de deformación es realizada. La densidad de dislocaciones es medida usando el ensanchamiento de los picos de difracción de rayos x implementando inicialmente el método de la varianza, y de forma definitiva los métodos de Williamson - Hall, y Williamson - Smallman. Las consecuencias microestructurales son examinadas creando el mapeo tasa-deformación-microestructura (RSM) usando el parámetro de Zener-Hollomon (Z). Se obtiene una visualización en 2D de la respuesta microestructural, y los efectos de la deformación y de Ln Z sobre la densidad de dislocaciones y las microdurezas medidas son discutidos. Se discute el balance del dominio del endurecimiento por deformación, la recuperación y recristalización dinámica sobre la respuesta microestructural del material. Las consecuencias microestructurales son validadas con los resultados microestructurales reportados en la literatura en múltiples procesos de deformación, y con un rango de Ln Z que involucra temperaturas en el rango desde temperatura ambiente hasta 1420K. Las regiones dominadas por recristalización dinámica y endurecimiento por deformación son agrupadas, mientras que el mapeo realizado aquí se presenta en una región intermedia
Resumen
Severe plastic deformation prompted by orthogonal cutting is used to create deformed microstructures in commercially pure nickel machined under multiple cutting conditions. The resulting thermomechanical conditions, strain, strain rate, and temperature rise are calculated resulting in the final microstructure of the chip. The microstructure response is quantified for the generated defect during deformation, i.e. the total dislocation density, and the flow stress through the microhardness. A review of the reported dislocation density in pure nickel deformed in various deformation processes is made. The dislocation density is measured using the X-ray diffraction peak broadening implementing initially the variance method, and finally the Williamson-Hall, and Williamson-Smallman methods. The microstructural consequences are examined through creating the rate-strain-microstructure (RSM) mappings using the Zener-Hollomon (Z) parameter. A 2D visualization of the microstructure response is acquired, and the effects of the strain and Ln Z on the measured dislocation densities and microhardness are discussed. A discussion on the balance of the work-hardened, dynamic recrystallized, and recovered dominance on the microstructure response is made. The microstructural consequences are validated with the microstructure results reported in the literature in multiple deformation processes, and over a wide range of Ln Z involving temperatures in the range from room temperature to 1420K. Regions dominated by dynamic recrystallization and work hardening are clustered, while the mapping that was done here is displayed in the intermediate region