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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 108

Скачиваний: 0

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

ванием петель с дефектами упаковки. Следовательно, для их возникновения необходим наклеп, обусловленный зарождением двойников.

Представляют интерес данные о повышении

электросопро­

тивления образцов, сдвойникованных при

77° К

[37, 65]. Элек­

трическое сопротивление возрастает на 7%,

но

после

отогрева

до комнатной температуры возвращается

к

исходному

значе­

нию. Это согласуется с предположением об образовании в про­ цессе двойннкования вакансий, которые при нагреве конденси­ руются с образованием петель.

Дополнительные сведения о дислокационной природе двойни-

кования металлов с

г. п. у.-структурой можно найти в работе

Прайса

[101].

 

1.6.

Другие виды

пластической д е ф о р м а ц и й

Кроме скольжения и двойннкования при деформации берил­ лия наблюдаются некоторые типы несимметричной переориента­

ции1

решетки:

сбросы

(вращательное

скольжение

с

изгибом

[96,

98, 102])

и полосы

деформации [5,

6, 83]. Эти

виды пла­

стической деформации

характеризуются

отсутствием

строгих

геометрических соответствий между переориентированными об­ ластями и матрицей. Угол, на который происходит поворот кри­ сталлической решетки, определяется не только структурой кри­ сталла, но и степенью деформации.

Сбросы (изгибы, перегибы) представляют собой полосу или зону между двумя монокристаллическими участками деформиро­ ванного образца (матрицей), в которой кристаллическая решет­ ка повернута относительно матрицы на некоторый угол, зави­ сящий от степени деформации. Сбросы возникают в результате скольжения и образования рядов краевых дислокаций, выстроен­ ных в плоскости изгиба. Поворот решетки в полосе сброса про­ исходит в результате увеличения плотности дислокаций в пло­ скости изгиба. Поворот происходит вдоль оси, лежащей в пло­ скости скольжения и перпендикулярной к направлению сколь­ жения. Поэтому сбросы иногда называют вращательным сколь­ жением с изгибом [96, 98].

Сбросы относятся к числу пластических нестабилы-юстей и возникают под действием изгибающих моментов в местах неод­ нородной деформации. Такие моменты всегда возникают при ра­ стяжении или сжатии кристаллов, так как равномерному сколь­ жению препятствует соосность захватов. Их образованию спо­ собствует также неравномерное распределение скольжения по длине образца, возникающее, например, под влиянием поверхно­ стных дефектов (царапин, включений и пр.). Как правило, сбро-

1 Окончательная терминология различных видов несимметричной переориентации еще не сложилась.


их иногда называют полосами деформации, хотя последний тер­

мин используется и для определения других видов

пластично­

сти1 . По мнению М. В. Классен-Неклюдовой

[83], граница

поло­

сы деформации возникает, когда линии

скольжения

разви­

ваются с двух сторон кристалла

навстречу, тормозят

друг

друга

и останавливаются у полосы. Не исключен

и другой

механизм

образования полос деформации

в крупноблочных

монокристал­

лах, когда линии скольжения

имеют перелом

на границе

блоков.

 

 

 

 

 

Туэр и Кауфмаын [6] под деформационными полосами под­ разумевают также области локализованного действия вторичной,,, системы сдвигов в матрице, деформация которой осуществляется' скольжением по основной системе трансляции. Деформационные

полосы при сжатии кристаллов бериллия

наблюдали

также Ли

и Брик [ 5 ] .

 

 

 

1.7. Ориентационная зависимость

пластичности

 

монокристаллов

 

 

 

Характер пластической деформации

произвольно

ориенти­

рованного кристалла определяется

соотношением критических

напряжений в действующих системах скольжения, двойникования и разрушения при данной ориентации. Первой «срабаты­ вает» та система скольжения, для которой касательные напря­ жения раньше превысят критическое значение. На основании рассмотренных ранее результатов можно составить довольно полную картину ориентационной зависимости пластических и прочностных свойств монокристаллов бериллия (табл. 1.12).

Р. И. Гарбер с сотр. [13] испытали на растяжение монокри­ сталлы бериллия с ориентациями, соответствующими двум вет­ вям стереографической проекции (0001) — (1120) и (0001) — (ЮГО) (рис. 1.25). Испытания проводили при комнатной тем-, пературе. Ориентацию образцов задавали углом между осью растяжения и плоскостью базиса. Результаты механических испытаний приведены в табл. 1.13. В зависимости от угла можно выделить три области ориентации, соответствующие раз­ личным механизмам деформации; при 0<хо<15° наблюдается призматическое скольжение2 ; при 20<%о<70° почти исключи­ тельно работает базисное скольжение; при хо>80° имеет место двойникование.

,'

Например, у металлов с кубической

структурой при

деформации

возни­

кают

полосы с извилистыми

границами,

'внутри

которых

решетка повернута

на некоторый угол относительно матрицы.

 

 

 

 

2

Чисто призматическое скольжение, вообще говоря, наблюдается лишь

при

Хо~0; отклонение от этой ориентации приводит к возникновению

базис­

ного

скольжения. В области

%о<15° оба

эти вида

деформ-ации сосуществуют

(см. п. 1.2.1).


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1.12

Виды деформации и разрушения

монокристаллов

бериллия с

различными ориентациями

(см. рис.

1.25)

 

У г о л наклона

 

 

 

 

Зависимость

 

 

к

оси с

 

Основной тип

Дополнительные

 

 

 

 

 

 

направлению

деформации

виды деформации

от

чистоты

от температуры

от направления нагрузки

приложения

 

 

 

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0—10а ,

Двойникование

Базисное

С ростом чистоты

Пирамидальное

Двойникование

{1012}

область

/

 

и пирамидальное

пирамидальное

скольжение

при растяжении;

на

рис.

1.25

 

скольжения

скольжение усиливается

при

7 > 4 7 0 ° К

двойникование

{112л:}

при сжатии

10—80°,

Базисное

Двойникование

область

2

скольжение

и призматическое

на рис.

1.25

 

скольжение

 

 

 

при х > 7 0 °

С ростом

чистоты

Зависимость

от темпера­

При сжатии

существенно

увеличива­

туры у чистого Вё

увеличивается вклад

ется деформация за счет

становится

существенной

двойпикования

базисного скольжения

лишь при

Г < 1 5 0 ° К ;

 

 

 

с уменьшением Т

 

 

 

упрочнение

возрастает

 

75—90°,

Призматическое

Базисное

 

т ( і о Г о )

с л а о ° зависит

область

3

скольжение

скольжение

от чистоты.

Напряжения

на рис.

1.25

 

(при сжатии

отрыва

по

плоскостям

 

 

 

двойникование)

 

 

 

{1120}

увеличиваются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при снижении содержа­

 

 

 

 

 

ния

примесей

Зависимость t -

( 1 0 1 0 )

немонотонна

(Т)

При сжатии — в

основном

v '

двойникование

{1012}

 

вплоть до полного

 

передвойникования

 

кристалла. При

растяже­

 

нии — призматическое

 

скольжение



У г о л наклона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

оси с

 

Основной тип

Дополнительные

Величина

деформации

направлению

деформации

виды

деформации

приложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0—10°,

Двойникованне

 

Базисное

От нуля

(грязный

Be,

область

/

 

и

пирамидальное

растяжение) до

несколь­

на

рис.

1.25

 

 

скольжения

ких

процентов

 

 

 

 

 

 

 

 

(чистый

Be,

высокая

 

 

 

 

 

 

 

т емпература)

 

 

10—80°,

Базисное

Двойникованне

От

2 — 3%

 

область

2

скольжение

и

призматическое

(технический

Be)

на

рис.

1.25

 

 

скольжение

до

140—220%

 

 

 

 

 

 

при х > 7 0°

(чистый

Be)

 

 

75—90°,

Призматическое

 

Базисное

 

От

10%

 

 

область

3

скольжение

 

скольжение

(область

За на

рис.

1.25,

на

рис.

1.25

 

(при

сжатии —

грязный

Be)

 

 

 

 

 

двойникованне)

до

100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(чистый

Be)

 

Продолжение табл. 1.12

Виды ра зрушення

 

основной

дополнитель­

Примечание

 

ные

 

 

 

(0001),

(1120}

При у = 0

максимальная

{10І2}

 

прочность

при

сжатии

 

 

 

 

и

 

 

 

 

{112Л;}

 

 

 

 

(0001)

 

Образуются

сбросы

{1120}

(0001)

В области За (см.

рис.

 

 

1.25) преобладает

сдвиг

 

 

по одной системе, в области

 

 

36 — по двум

системам

 

 

скольжения.

Удлинение

 

 

до 10% в

первом

 

 

и до 60% во втором

 

 

случае для Be

 

 

технической

чистоты