ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
двойннкования |
обозначены на чертеже цифрами I—6. |
Образцы, |
|||||||||
ориентировка |
осей |
которых |
отклоняется |
от |
центра |
стерео |
|||||
графической |
проекции |
на |
углы менее |
50° |
(область |
А), при |
|||||
двойниковании |
|
удлиняются. |
|
|
|
||||||
Образцы, оси которых отклоня |
|
|
|
||||||||
ются от гексагональной оси на |
|
|
|
||||||||
углы |
около |
90° |
(область |
D), |
|
|
|
||||
при двойниковании сжимаются. |
|
|
|
||||||||
Образцы |
с |
ориентировками, |
|
'5 |
|
||||||
соответствующими |
|
областям |
|
|
|||||||
В и |
С, |
при |
|
действии |
одних |
|
|
|
|||
систем |
двойннкования |
сжима |
|
|
|
||||||
ются, |
при |
действии |
других •— |
|
|
|
|||||
удлиняются. При |
ориентациях, |
|
|
|
|||||||
которые |
соответствуют |
гра |
|
|
|
||||||
ницам |
указанных |
областей, |
|
|
|
||||||
возможно |
двойникование, |
не |
|
|
|
||||||
сопровождающееся |
деформа |
|
|
|
|||||||
цией. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина деформации в ре зультате двойннкования при известной ориентации кристал ла может быть определена из уравнения [83]
Рис. 1.19. Стереографическая проек ция кристалла бериллия [ 5 ] :
/ - ' ' — полюса плоскостей двойннкования:
Л(1—6) — растяжение: В (3—6) — растя
жение, |
(/—в) |
— с ж а т и е : |
С |
(5—6) — растя |
жение, |
(1—4) |
— с ж а т и е : |
D |
(1—в) — растя - |
є = -у- V1 - f 2s sin К0 cos Х0 + s2 sin l 0 , |
(1.7) |
где 1-і и l2 — соответственно конечный и исходный размеры об разца; А.о(хо)—угол между направлением деформации и пло скостью (направлением) двойннкования; s — удельный кристал лографический сдвиг.
Максимальное относительное сжатие при двойниковании бе риллия
вмакс = - - § " + ] / - f + l « l 0 \ . |
(1.8) |
Сравнивая расчетные значения є для всех шести плоскостей двойннкования кристалла заданной ориентации, можно найти основную (или основные) систему, для которой деформация максимальна. Именно эта система реализуется практически в процессе деформации [5] .
При сжатии кристаллов перпендикулярно к плоскостям призм первого или второго рода двойникование позволяет изменить первоначальную ориентацию на угол, равный почти 90е . Р. И. Гарбер с сотр. [7, 8] показали, что при повышенных тем пературах (673° К) деформация происходит в результате утол щения двойниковых прослоек и оканчивается их слиянием та-
ким образом, что весь кристалл переходит в двойниковое поло жение. Очень наглядно этот процесс выявляется рентгенографи чески, если производить съемку кристалла на разных стадиях деформации.
Кинетика процесса перехода |
кристалла |
в сдвойниковапное |
||
положение (передвойникованне) |
исследована |
нами в работе [62]. |
||
Для этой цели использовали специальную |
ренгенозскую |
каме |
||
ру, позволяющую производить съемку |
при комнатной темпера |
|||
туре в процессе деформации образца |
[71]. Во время |
сжатия |
снималось несколько десятков рентгенограмм, соответствующих
различным стадиям |
процесса. На |
первой |
стадии деформации |
при напряжении ~ |
10—12 кГ/мм2 |
почти |
одновременно начи |
наются двойникованне и призматическое скольжение. Последнее
вызывает астеризм пятен на рентгенограммах. По |
мере того |
как в двойникованне включаются все новые области |
кристалла, |
призматическое скольжение затухает. В конце процесса передвойникования ориентация образца меняется на угол 84° по от ношению к исходной. Затем возможна дальнейшая деформация кристалла с новой ориентацией.
Хотя нормаль к плоскости базиса после передвойникования отклонена на угол 6° от оси приложения нагрузки, тем не менее базисное скольжение вплоть до разрушения кристалла не раз вивается. Это свидетельствует о значительном предварительном упрочнении. Разрушение переориентированных кристаллов про
исходит при высоких напряжениях |
(120—140 кГ/мм2), |
так |
же |
как и образцов, сжимаемых вдоль |
гексагональной |
оси |
(см. |
п. 1.4). В работе [9] отмечается увеличение прочности и пла стичности (соответственно на 80 и 35%) У передвойннкованных кристаллов. С возрастанием температуры испытаний или с по вышением чистоты кристаллов, когда начинает преобладать де формация сдвигом, линии скольжения легко проходят через двойники, испытывая лишь слабое изменение направления. Повидимому, здесь имеет место инициирование базисного сколь жения в теле двойника призматическим скольжением в мат рице.
1.5.2. Критическое напряжение двойникования. Двойникова нне металлических кристаллов сопровождается скольжением и другими видами пластической деформации, затрудняющими изу чение этого процесса. Из-за изменения фактора концентрации напряжений в области источника критические напряжения за рождения двойников и движения их границ могут меняться в значительных пределах. Зарождение двойников происходит при больших напряжениях, чем движение их границ. Поэтому при наличии в образцах микродвойников, образующихся, на пример, в процессе шлифовки, возможно занижение истинного значения ТдВ . Зародыши двойников образуются при значитель ных местных напряжениях, учесть которые сложно. Двойнико вые прослойки обычно возникают у дефектов, которые уже
имелись в образце либо образовались в процессе предшест вующего скольжения.
К процессу двойникования применим закон Шмидта. У цин ка и бериллия двойникование практически всегда начинается в
системах, в которых напряжения максимальны |
[4, 5, 8 ] . |
|
|||||||||
Абсолютные значения критических напряжений двойникова |
|||||||||||
ния |
в бериллии |
технической |
чистоты оценены |
Туэром и Кауср- |
|||||||
манном [6, 90] и более |
точно |
определены Р. И. Гарбером с сотр. |
|||||||||
[8] |
(рис. 1.20). В первой |
работе |
напряжения |
двойникования |
|||||||
|
Ю |
|
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
Л |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• т |
|
|
|
|
|
|
^4 |
|
^ |
|
|
|
|
|
— f — |
|
|
|
|
2-[8] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-200 |
0 |
|
200 |
400 |
600 800 |
£°С |
|
||
|
Рис. 1.20. Зависимость тли от температуры. |
|
|||||||||
определяли при |
растяжении |
кристаллов |
вдоль |
|
оси с, во |
вто |
|||||
рой — при сжатии в направлении, параллельном |
плоскости |
ба |
|||||||||
зиса. Результаты |
измерений |
|
т д п зависят |
от |
способа деформации. |
При сжатии происходит некоторое уменьшение объемной энер
гии в теле двойника, а при растяжении |
вдоль гексагональной |
оси эта энергия немного увеличивается |
[ 6 ] . Следовательно, об |
разование двойников при сжатии облегчается. Это обстоятель ство, однако, не объясняет причины различного характера температурных зависимостей напряжений двойникования в этих работах. По-видимому, критические напряжения двойникования сильно зависят от предшествующей деформации скольжения и
относительно слабо — от температуры. |
|
|
Согласно единичному |
измерению |
Спенглера с сотр. [20], |
при увеличении чистоты |
кристаллов от |
99,0 до 99,98% значение |
напряжения, соответствующего началу двойникования, умень шается почти в два раза — от 11 до 6 кГ/мм2. При этом двой ники появляются непосредственно перед разрушением образца вблизи поверхности скола. Большая часть двойников в этой области связана с микротрещинами. По нашим данным, леги рование кристаллов бериллия, так же как и понижение их чи-
Границы двойников, образующихся при высоких температурах, часто имеют извилистый характер [77, 93].
Двойниковаиие при деформации моно- и поликристаллов бериллия имеет место в области температур до 973—1373° К [4—6, 8, 77, 87, 94]. Деформация прокаткой создает более бла гоприятные условия для двойникования по сравнению с обыч ным растяжением или сжатием [771. При прокатке монокри сталлов, ориентированных осью с вдоль направления деформа ции, большое количество двойников возникает даже при 1273— 1343° К, причем деформация за счет двойникования составляет 60—75% суммарного обжатия [77] . При прокатке поликристал
лического |
бериллия |
количество |
двойников несколько умень |
||||
шается с ростом температуры до 923°К, |
однако |
увеличением |
|||||
степени деформации |
их плотность |
можно |
повысить [87]. При |
||||
сжатии кристаллов вдоль осей - < 1120> и < 1 0 1 0 > |
двойниковые |
||||||
прослойки |
имеют |
|
толщину |
2—4 |
мкм при температурах 77 и |
||
20,4° К, и процесс |
деформации |
развивается |
преимущественно за |
||||
счет образования |
новых двойников |
[ 8 ] . С |
ростом |
температуры |
деформации количество двойников уменьшается, но они имеют большие размеры и приобретают плоскопараллельную форму (вместо клиновидной) [4, 5, 8] . По-видимому, с повышением температуры уменьшается вероятность образования зародышей, но облегчается движение двойниковых границ.
1.5.4. |
Вторичные |
системы |
двойникования. |
Двойниковаиие |
|||
в системе |
{1012} < 1011>—основной, |
но |
не единственный вид |
||||
переориентации |
кристаллической решетки |
бериллия [7—10, 25, |
|||||
32, 36, 46, 95]. |
О |
двойниковании |
бериллия |
по плоскостям |
|||
{10І1}, |
{ЮГЗ}, |
{1123}, |
{1125}, |
{2313} (20,4—673° К), |
{2203} (20,4—293° К), {1124} (29а—873° К) сообщалось в рабо тах [7—10, 25, 95]. Наибольшее количество систем двойнико вания, по мнению авторов работы [ 9 ] , реализуется при темпе ратурах вблизи комнатной. За исключением двойникования по плоскости {10П}, все другие системы определены на основа нии косвенных наблюдений и требуют проверки.
Двойниковаиие по плоскости {1011} с направлениями < 1 0 1 1 > либо < 1 1 2 3 > обнаружено также при сжатии моно кристаллов сплава Be—4,4% Си вдоль оси с при комнатной температуре и напряжениях 250 кГ/мм2 [36, 46] . Двойники этого вида, в отличие от двойников системы {1012} < 1011 > , приводят к сжатию кристаллов вдоль оси с. С ростом темпера туры напряжение их образования снижается. Двойники в этой системе обычно имеют малую толщину и не распространяются через весь кристалл.
1.5.5. Особенности двойникования бериллия. При двойнико вании бериллия в системе {1012} < 101 1 > наблюдаются некото рые специфические эффекты.