Файл: Разрушение алюминиевых сплавов при растягивающих напряжениях..pdf

1451, показала, что при температуре 200° С доля грубого сколь­ жения составляет от 10 до 15%.

На структурные изменения, происходящие в алюминии при де­ формировании растяжением, оказывает влияние размер зерна. Установлено, что при неизменном размере зерна на характер деформации влияют температура и степень деформации [46, 47]. Найдено, что при данной температуре и относительной деформа­ ции влияние увеличения размера зерна эквивалентно увеличе­ нию относительной деформации или уменьшению температуры. Исследование влияния размера зерна на количество следов сколь­ жения проводилось в работе [48]. Было установлено, что при де­ формации, превышающей 5%, количество следов скольжения больше в крупнозернистом алюминии. Объяснение этому явлению дано в работе [49], где показано, что когда величина зерен в ис­ пытываемых образцах меньше, чем расстояние между грубыми следами скольжения, то следов скольжения в этих зернах не на­ блюдается.

Направление полос скольжения, возникающих при деформи­ ровании одноосным растяжением поликристаллического алюми­ ния, изучалось в работе [50]. В работах [51, 52] показано, что упрочнение алюминия при пластической деформации связано с грубыми следами скольжения, причем закон изменения плот­ ности следов скольжения и коэффициента упрочнения в зависи­ мости от температуры одинаков.

При повышенных температурах с увеличением величины зерна алюминия проскальзывание по границам увеличивается [53]. Кроме проскальзывания при повышенных температурах проис­ ходит перемещение фронта границ — так называемая миграция. Миграция границ в алюминии и твердых растворах алюминия изучалась в ряде работ [54—58]. В этих работах показано, что миграция границ является фактором, повышающим пластичность алюминия и твердых растворов на его основе.

Структурным фактором, препятствующим процессам про-

.текания пластической деформации в алюминии, являются границы зерен. Роль барьерного эффекта границ при деформировании алюминия рассмотрена в работах [59, 60]. Исследование роли гра­ ниц в процессе деформирования растяжением образцов алюминия, состоящих из 2—3 кристаллов, показало, что роль границ зерен меняется с изменением условий деформирования. При боль­ ших скоростях деформирования или низкой температуре границы зерен препятствуют распространению сдвига. При высоких темпе­ ратурах или низких скоростях испытания на границах зерен имеет место значительная локализация деформации, что обуслов­ лено переходом от сдвиговой деформации к атомно-диффузион- ной, т. е. к вязкому течению.

Аналогичное влияние на процессы протекания пластической деформации оказывает и субструктура. Результаты исследования закономерностей возникновения субструктуры в алюминии при-

13

водятся в работах [61—64]. Влияние легирующих элементов на изменение субструктуры алюминия рассмотрено в работах [65—67|.

О влиянии субструктуры на ползучесть алюминия имеются разноречивые данные. Так, в работе [68] показано положитель­ ное влияние предварительной деформации на ползучесть алюми­

Исследование равномерности протекания деформации по объ­ ему поликристаллического алюминия показало, что в интервале температур от комнатной до 300° С локальная деформация у гра­ ниц зерен меньше, чем в теле зерна [70].

Пластическохму разрушению чистого алюминия под действием

в алюминии при комнатной температуре, в отличие от железа, меди и некоторых других пластичных металлов, не сопровожда­ ется образованием микропор в полосах интенсивной деформации, что объясняется тем, что деформационное упрочнение в алюми­

по границам зерен и межзеренного разрушения. Это объясняется

Разрушение чистого алюминия происходит в результате раз­ вития трещин, зарождающихся в полосах интенсивной деформа­

Введение в алюминий небольшого количества легирующих элементов изменяет характер разрушения. Транскристаллический характер разрушения меняется на интеркристаллический путем образования клиновидных трещин по границам. Так, в работе [74] показано, что уже в алюминии чистотой 99,3% наблюдается интеркристаллическое разрушение. Аналогичный характер раз­ рушения наблюдается и в ненасыщенных твердых растворах алюминия [76].

Систематические исследования протекания пластической де­ формации и характера разрушения промышленных алюминиевых сплавов, представляющих собой в большинстве случаев пере­ сыщенные твердые растворы, отсутствуют.

Исследование характера протекания пластической деформа­ ции в сплавах алюминий — медь [77, 78], алюминий — серебро [79], упрочненных зонами Гинье — Престона, показало, что, как и в чистом алюминии и ненасыщенных твердых растворах, деформация протекает путем скольжения, однако количество

14

линий скольжения, составляющих полосу скольжения, по срав­ нению с чистым алюминием уменьшается, а гомогенность рас­ пределения деформаций по объему металла возрастает. Наиболь­ шее упрочнение в пересыщенных твердых растворах наблюдается в том случае, если легирующие элементы образуют мелкодис­ персные когерентные выделения с расстоянием между ними по­

В работе [82] указанные зависимости подтверждены на примере сплава AI —2% Си. Электронно-микроскопические исследования показывают, что полосы скольжения могут проходить сквозь частицы выделений, приводя к срезу последних, либо огибать их [37]. При этом если полосы скольжения проходят через частицы, то на поверхности образца они имеют вид длинных и прямых линий, и поперечное скольжение в этом случае незначительно

[82].Разрушение полосами скольжения дисперсных частиц

нии не разрушаются. В отношении более крупных частиц вы­ делений существуют противоречивые мнения. Так, в работе [86] утверждается, что некогерентные частицы интерметаллических соединений размером несколько микрон вообще не деформиру­ ются. Однако несоответствие этому правилу наблюдалось при де­ формировании частиц ß-фазы размером около 2 мкм в сплавах системы AI — Mg при —195° С. В этом случае в частицах на­ блюдались линий скольжения [85].

Итак, данные о влиянии частиц некогерентных металличес­ ких фаз на процессы протекания пластической деформации и разрушение алюминиевых сплавов отрывочны и противоречивы.

мало влияет на вклад границ в общую деформацию в интервале температур 100—200° С. Аналогичное влияние магния подтвер­ ждается и в работе [88]. Большое влияние на скорость межзеренного скольжения оказывают режимы термической обработки. Изменение распределения дисперсных выделений ß-фазы в сплаве AI —3% Mg приводит к заметному изменению скорости межзеренного проскальзывания [89].

Исследования деформационного микрорельефа, возникающего при растяжении алюминиевых сплавов, проводились только на отдельных сплавах системы AI—Mg [90] и Al—Си—Mg [91].

Большинство исследований, посвященных изучению влияния границ зерен на неоднородность протекания пластической дефор­ мации и разрушение алюминиевых сплавов, проводилось на а-твердых растворах и не учитывало влияние примесей, неиз­ бежных в промышленных сплавах.

15