RT Dissertation/Thesis
T1 Formability of ultra-fine grained metallic materials
A1 Moreno Valle, Eva Cristina
A2 IMDEA Materials Institute, 
AB Ultra-fine grained (UFG) metallic materials have been a hot topic in materials sciencefor the last 25 years. There is a significant body of research showing that the UFGmaterials have very high mechanical strength, but their commercialisation is limited dueto their low uni-axial tensile ductility. The main objective of this PhD thesis is to studythe bi-axial stretching formability of the UFG metallic materials. It is demonstrated thatthere is a significant effect of the stress state (stress triaxiality) on mechanismsoperating during plastic deformation in the UFG commercially pure (CP) Cu and thedeformation mechanisms are determined by the stress state. The microstructure of theUFG CP Cu can be designed in such a way so as to show very high formability, evenexceeding that of its coarse-grained counterpart. The effect of metallographic andcrystallographic texture on the bi-axial stretching formability of the UFG CP Ti has beenanalysed. It is shown that the UFG CP Ti can show bi-axial stretching formabilitysufficient for metalforming operations. Coarse dispersoids and fractured particles in theAl 2024 alloy significantly limit its formability, acting as sites for the formation of cracksleading to sample failure at the early stages of deformation. Based on the analysis ofthe experimental results, a general recipe to improve formability of the UFG metallicmaterials is proposed. ------------------------------------------------------------------------------------
AB En los últimos 25 años, los materiales metálicos de grano ultra-fino han levantado unagran expectación en el mundo de la ciencia de materiales. A pesar de que ya existe unimportante trabajo de investigación que demuestra la alta resistencia mecánica deestos materiales, su comercialización se ha visto restringida por su baja ductilidadcuando están sometidos a tracción uniaxial. El principal objetivo de esta tesis esestudiar lo que se conoce en inglés como “stretching formability” bajo un estado detensiones bi-axial para distintos materiales metálicos de grano ultra-fino. Se hademostrado que el estado tensional, “stress triaxiality”, influye considerablemente enlos mecanismos que operan durante la deformación plástica en el cobre puro comercial(CP Cu, por sus siglas en inglés) de grano ultra-fino. Asimismo, estos mecanismos dedeformación están determinados por el estado tensional. La microestructura del CP Cude grano ultra-fino podría diseñarse de modo que su “stretching formability” supereincluso a su homólogo de grano grueso. En el presente trabajo se analiza el efecto dela textura metalográfica y cristalográfica del CP Ti de grano ultra-fino. Se hacomprobado que su “stretching formability” se adecúa a las exigencias de los procesosindustriales de conformado. Por otro lado, los dispersoides gruesos y las partículasfracturadas en una aleación de aluminio Al 2024 limitan su “formability” al actuar comolugares preferentes para la nucleación de fisuras, promoviendo entonces el fallo de lamuestra en las etapas iniciales de deformación. En base al análisis de los resultados experimentales, se realiza una propuesta general para mejorar la habilidad alconformado de materiales metálicos de grano ultra-fino.
YR 2014
FD 2014
LK https://hdl.handle.net/10016/19314
UL https://hdl.handle.net/10016/19314
LA eng
DS e-Archivo
RD 31 may. 2024