Файл: Папиров И.И. Пластическая деформация бериллия.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

результатов следует учитывать дезориентацию образцов отно­

сительно оси сжатия, в результате которой

возможно

попереч­

ное скольжение дислокаций а в

плоскостях

(0001)

и (10Ш),

либо пирамидальное

скольжение

в системе типа

{101х} < 1120>

(см. п. 1.4.7).

 

 

 

 

 

 

Лондон, Дампано

и др. [36, 38, 68] не только

обнаружили

ли­

нии скольжения, принадлежащие

системе (1122} < 1123>,

но

идентифицировали дислокации с + а электронпомпкроскопически (см. п. 1.4.8), определили активацнонный объем и характер кри­ вых деформации. Кристаллы высокой чистоты в процессе сжа­ тия при температурах 493 и 606° К обладали измеримой пласти­ ческой деформацией (см. табл. 1.9). Сведения об упрочнении недостаточно определенны: в работе [38] сообаїалось об умень­ шении нагрузки с деформацией, что формально соответствует отрицательному упрочнению.

Активацпоннып объем определяли по зависимости напряже­ ния от скорости деформации при изменении последней в 2,5 раза. Значения активацпонного объема оказались разными в зависи­ мости от того, увеличивали или уменьшали скорость деформа­ ции [38]. В та'бл. 1.11 приведены предельные значения актива­ цпонного объема.

 

 

 

Т а б л и ц а

1.11

Активационным обьем при

пирамидальном скольжении

 

 

в бериллии и его сплавах

[38]

 

 

 

Материал

т, 'К

V %

1',

b3

Be высокой

чистоты

606

0,143—0,187 J

6,2—12,0

 

 

 

Be — 4,37%

Си

637

0,09—0,67

7,5—19,4

Be — 5 , 2 4 %

Ni

440

0,114—0,753

4,7 — 8,6

Be — 5 , 2 4 %

N i

627

0,0364—0,398

От

— 1 9 , 4

 

 

 

 

до

+ 1 2 , 1

Халсн [74] при прокатке (7, = 773°К) монокристаллов, ориен­ тированных для сжатия вдоль оси с, заметил два новых микро­ структурных эффекта, связанных с образованием деформаци­ онных полос (сбросов). Эти полосы связаны со скольжением дислокаций с небазисным вектором Бюргерса и играют важную роль в процессах деформации и рекристаллизации кри­ сталлов.

1.4.6. Ползучесть кристаллов бериллия при

сжатии вдоль

оси с . По данным французских исследователей,

пирамидальное

скольжение с небазисным вектором Бюргерса в

кристаллах бе­

риллия чистотой 99,75% отсутствует вплоть до 873° К 1 . Однако при сжатии кристаллов в области температур выше 623 °К они обладают заметной деформацией за счет ползучести [63, 65—67].

Скорость

ползучести

при температурах 623—773° К

и

напря­

жениях 30—80 кГ/мм2 непрерывно

увеличивается

со

временем.

Электронномпкроскоппческими

исследованиями

в

кристаллах

после испытаний обнаружены дислокации и петли,

лежащие в

плоскости 'базиса

и имеющие

вектор Бюргерса

с.

 

Плотность

дислокаций с возрастает с деформацией от ~ 104

слг2

(Е —

==10"'')

до

~ 1 0 ~ 8

см-2

( Є Й

Ю - 1

) .

Энергия

активации

ползуче­

сти при

7 < 7 4 8 ° К

равна

37—40

ккал/моль

и 'близка

 

к

энергии

самодиффузии. При

увеличении

 

температуры энергия

актива­

ции, возможно, возрастает. Скорость ползучести изменяется по

закону е ~ о 3 ' 5 .

Наиболее характерными особенностями ползучести берил­ лия при сжатии вдоль оси с являются отсутствие стадии уста­ новившейся ползучести, наличие переползания дислокаций а и с, а также размножения дислокаций с. В работах [66, 75] предло­ жена модель, согласно которой ползучесть бериллия при сжа­ тии вдоль оси с обусловлена исключительно диффузионным пе­

реносом

вещества по механизму Набарро — Херринга [76]. Ва­

кансии,

образующиеся за счет ступенек дислокаций а, диффун­

дируют

к дислокациям с и обеспечивают их переползание.

Большая скорость ползучести объясняется тем, что дислокации являются и источниками, и стоками вакансий. Возрастание скорости ползучести со временем, очевидно, связано с размно­ жением (либо с увеличением длины) с-дислокаций. Петли с век­ тором Бюргерса с испускаются, по-видимому, источниками типа

Бардина — Херринга

[65, 66]. Более

детально с этой

моделью

можно познакомиться

в работах [66, 75].

_

_

1.4.7. Пирамидальное скольжение в системе {10Lv}

< 1 1 2 0 > .

Скольжение

по плоскостям

{ I O I J C }

впервые

наблюдали

Туэр и

Кауфманн в

1954 г. Позднее

Геллес

с сотр. [59] более подробно

изучили этот вид деформации и показали, что скольжение пре­ имущественно происходит в системе {1011} <112 _ 0> . В дальней­ шем некоторые дополнительные сведения получены в работах

[16—18, 22, 66, 72, 77, 78]. Скольжение слабо развито

при

ком­

натной температуре

и активируется с ростом температуры. Гел­

лес с

сотр. [59] и

Пуанту [77] наблюдали линии скольжения

в этой

системе при

испытании кристаллов технической чистоты

на изгиб. Дюпуи и др. [22] заметили

единичные линии

ггира-

1 Дюпуи

[75] допускает существование

дислокаций с + а ,

которые не

скользят, по

участвуют в генерировании дислокаций с.

 

 

 

 

 

 

 

4*

51

кидального скольжения при 293° К в условиях сжатия кристал­ лов, благоприятно ориентированных для базисного скольжения. Аналогичный результат получен также нами совместно с И. А. Гиндиным и др. [25], но его интерпретация в работе [25] неправильна. Реализация пирамидального скольжения в усло­ виях развитого базисного свидетельствует о том, что напряже­

ния течения

относительно невелики.

 

 

 

 

 

При сжатии кристаллов вдоль оси с пирамидальное сколь­

жение

в системе

типа {101 х} < 1 1 2 0 >

не должно наблюдаться.

Действительно, оно обычно отсутствует при комнатной

темпе­

ратуре [22], однако при Г > 4 7 3 ° К

кроме линий

базисного

сколь­

жения

иногда наблюдаются наклонные к ним

следы

скольже­

ния ',

которые

объясняются

сдвигом

в

системах

типа

{ІОІх}

< 1 1 2 0 >

[16—18, 63, 66].

 

 

 

 

 

 

По

ряду причин эти следы скольжения

нельзя

объяснить

скольжением

небазисных дислокаций

с + а.

Во-первых,

следы

скольжения наблюдались тем реже, чем меньше дезориентация

оси с относительно

оси

сжатия. Разориенгировка

в несколько

угловых минут не

должна

сказываться

на пирамидальном

скольжении

в системе

{1122} < 1 1 2 3 > , но

может

влиять на

скольжение

в системе

типа

{lOLv} < 1 1 2 0 > . Во-вторых, предел

текучести при сжатии трудно обнаружить, что обычно происхо­

дит, когда

направление

скольжения

почти

перпендикулярно

к вектору силы. В-третьих, дислокации

с вектором

Бюргерса

с + а после деформации

обнаружить

не

удается_ [16—18,

63].

В-четвертых,

скольжение

в системе

{1122} < 1 1 2 3 >

возможно

при высоких критических напряжениях,

тогда

как

линии,

на­

клонные к базисным, наблюдались даже в условиях, когда плос­ кость (0001) находилась под углом 45° к оси приложения на­ грузки, т. е. в условиях легкого базисного скольжения. В-пятых, наклонные линии обнаружены лишь на боковых поверхностях {1120} образцов, а на гранях {1010} линии всегда параллельны следам плоскости базиса. Следовательно, плоскость скольжения может иметь индексы {Юіх} .

Четвертый индекс нельзя однозначно определить из-за изви­ листого характера линий скольжения. Не исключено, что на самом деле эти линии являются результатом поперечного сколь­ жения дислокаций а в обычных системах скольжения (0001) и

(1010). Согласно модели множественного поперечного скольже­ ния Джонстона и Гилмана [49], винтовая дислокация, первона­ чально движущаяся в своей плоскости, может покинуть ее, ко-

1 Линии скольжения, наблюдавшиеся в работах

[12, 28, 64] при

Г > 4 7 3 ° К ,

по-видимому, имеют ту же природу, что и полученные в_ работах

[16—18, 63],

и могут быть отнесены к скольжению типа

{101л.}

< 1 1 2 0 > либо

к

попереч­

ному скольжению дислокации а в плоскостях

(0001)

и (1010).

 

 

роткое расстояние скользить в другой плоскости и затем вер­ нуться в исходную плоскость скольжения. Соответствующие этому процессу линии скольжения, очевидно, могут иметь про­ извольную ориентацию, как это и наблюдается при сжатии кри­ сталлов бериллия вдоль оси с, а также при призматическом скольжении при повышенных температурах.

Пуанту и др. [77, 78], анализируя астеризм лауэграмм де­ формированных образцов и полюсные фигуры прокатанных кри­ сталлов бериллия, также пришли к выводу, что скольжение в си­

стемах типа { І О Ї А ' } < 1120>

вносит заметный вклад в формиро­

вание текстур деформации,

особенно при температурах выше

Рис. 1.17. Полюсные фигуры

(0002)

прокатанных

моно­

 

кристаллов на 1,

2 и 3-й

стадиях

деформации

[77] .

 

 

673° К. Идентификация

систем

скольжения по характеру

тек­

стур представляет собой трудную задачу, особенно

в случае

анизотропных металлов

и при

наличии

поперечного

скольже­

ния. Формально скольжение типа {101х} < 1 І 2 0 >

можно

рас­

сматривать как результат поперечного скольжения в системах

(0002) и

{10І0}.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пуанту [77] при прокатке монокристаллов, ориентированных

благоприятно для базисного скольжения, обнаружил три

стадии

деформации в области

температур

673—1273° К

(рис.

1.17).

Вначале

полюс

(0002)

за

счет базисного скольжения

прибли­

жается к

центру

стереографической проекции

(см. рис. 1.17, а);

при этом

направление

< Ю Т о > перпендикулярно

к

направле­

нию прокатки. При 673 и

873°К

плоскость

(0001)

становится

параллельной плоскости прокатки, а выше 973°С

полюс ни­

когда не

достигает центра

полюсной фигуры,

приближаясь

к нему на углы 15—35° в зависимости от степени обжатия. На второй стадии призматические плоскости разворачиваются во­

круг оси с на угол

30° так, что

направление

<10Т0> совпадает

с осью

прокатки

(см. рис.

1.17,6). На третьей стадии

полюс

(0002)

удаляется

от центра

в

поперечном

направлении

(см.

рис. 1.17, в).

Смотрите также файлы