Formability of an ultra-fine grained Cu-Cr-Zr alloy processed via severe plastic deformation

Ultra-fine grained (UFG) metallic materials have been a hot topic in materials science for more than 25 years. There is a significant body of research showing that the UFG materials have very high mechanical strength, but their commercialization is limited due to their low uni-axial tensile ductility. The main objective of this thesis is to study the bi-axial stretching formability of the UFG Cu-Cr-Zr alloy material after equal channel angular pressing with two different processing routes. It is demonstrated that there is effect of the microstructure and stress state (stress tri-axiality) on the strain rate sensitivity of the UFG Cu-Cr-Zr alloy. The UFG alloy shows higher strain rate sensitivity in the uni-axial tensile mode compared to the biaxial stretching mode. The microstructure of the UFG Cu-Cr-Zr alloy depends on the processing route and can be designed in such a way, so it shows very high biaxial stretching formability, comparable to that of its coarse-grained counterpart, sufficient for metalforming operations. The effect of microstructure on strength, uni-axial tensile ductility and biaxial stretching formability is discussed.Los materiales metálicos de grano ultra fino han sido un tema candente en la ciencia de materiales durante más de 25 años. Existe una gran investigación que demuestra la muy alta resistencia mecánica de los materiales de grano ultra fino, pero debido a su baja ductilidad a tracción uni-axial, su comercialización es limitada. El objetivo principal de esta tesis es el estudio de la formabilidad por estiramiento biaxial de la microestructura de una aleación de Cu-Cr-Zr de grano ultra fino, después de aplicarle presión en canal angular constante con dos tipos de procesado diferentes. Está demostrado que existe efecto de la microestructura y del estado tensional (tensión tri-axial) en la sensibilidad de la velocidad de deformación de la aleación de Cu-Cr-Zr de grano ultra fino. La aleación de grano ultra fino muestra mayor sensibilidad a la velocidad de deformación en el modo tensional uni-axial que en el modo de estiramiento biaxial. La microestructura de la aleación de Cu-Cr-Zr de grano ultra fino depende del procesado realizado y puede ser diseñado de tal manera, que muestre una muy alta formabilidad por estiramiento biaxial, comparada con la del grano grueso, suficiente para el conformado de metales. A continuación se discute el efecto de la microestructura en resistencia, ductilidad a tracción uni-axial y formabilidad por estiramiento biaxial.Ingeniería Industria