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

и активационного объема

где N — число винтовых сегментов, диссоциированных в базис­ ной плоскости дислокаций на единицу объема. Критерием при­ менимости механизма поперечного скольжения являйся линей­

вает результаты исследования призматического скольжения в магнии при Г>450°К .

Ренье и Дюпуи [41, 42] видоизменили модель Фриделя с учетом возможного расщепления дислокации а в базисной и призматической плоскостях. Соответствующие результаты при­ ведены в п. 2.8 и 4.9.3.

2.5. Влияние примесей на характер пластической д е ф о р м а ц и и

Характеристики деформации металлов с г. п. у.-структурой, особенно параметры призматического скольжения, существенно зависят от содержания примесей в исследуемых образцах. Учи­ тывая, что механизмы упрочнения при легировании подробно проанализированы в монографиях [3, 43, 44] и во многих ори­ гинальных работах, в этом разделе можно ограничиться лишь перечислением полученных результатов.

При выяснении механизмов деформации сплавов кроме трех

нение соотношения осей с/а при легировании. В результате воз­ можно изменение сил связи и вклада небазисного скольжения. Этот фактор, возможно, проявляется в сплавах M g — L i [45], Be—Си и Be — Ni [46].

При анализе влияния примесей на деформацию следует раз­ делять твердые растворы и двухфазные сплавы. Кроме того, природа взаимодействия дислокаций с примесями может ока­ заться различной в термически активируемой области и в об­ ласти 7">70 .

2.5.1. Механизмы упрочнения твердых растворов. При ана­ лизе упрочнения твердых растворов следует различать две группы теорий. Первые учитывают закрепление дислокаций ра­ створенными атомами (неупругое взаимодействие), вторые свя­ зывают упрочнение с дополнительным трением, обусловленным размерными и упругими эффектами (упругое взаимодействие).

2.5.2. Закрепление дислокаций примесями. Модель закрепле­ ния (блокирования) дислокаций примесями разработана Кот-

блокированием дислокаций и изменением напряжений течения т (эффект Сузуки). По Сузуки, прирост напряжения за счет леги­

полей напряжений, вызванных примесными атомами и дисло­ кациями. Напряжение, необходимое для отрыва дислокации от примесей, прямо пропорционально их концентрации, размерному несоответствию и слабо зависит от температуры (при ? 5>

£ 300° К) .

Согласно современным представлениям, освобождение дисло­ каций от насыщенных примесных облаков в большинстве слу­ чаев маловероятно. Поэтому «старые» дислокации, как правило, не участвуют в пластической деформации, обеспечиваемой дви­ жением вновь образующихся дефектов. Во многих представляю­ щих интерес случаях необходимо учитывать не столько блоки­ рование дислокаций примесями, сколько влияние последних на движение «свежих» дислокаций, генерируемых работающими источниками.

2.5.3. Размерный и упругий эффекты упрочнения. При расче­ те упругого взаимодействия дислокации с атомами примеси энергию взаимодействия представляют в виде двух слагаемых, обусловленных различиями в размерах атомов матрицы и при­ меси и разницей упругих постоянных растворителя и твердого раствора [ 3 ] . В соответствии с этим упрочнение при легирова­ нии есть результат возникновения дополнительного трения от размерного и упругого эффектов.

рующих элементов пропорционально составному параметру не­ соответствия |=1|о—аЪа, учитывающему различие эффективных

меняется от ~ 1 б (для краевых) до ~ 3 (для винтовых) дисло­ каций.

В случае, когда деформация сплава контролируется механиз­ мом Флейшера, для температурной и концентрационной зависи­

В уравнениях (2.41) — (2.43) т* — напряжение течения при 0° К и Го — температура перехода к атермическому участку — опре­ деляются из соотношений:

Для анализа экспериментальных данных существенны зависи­

Концентрационная зависимость х*(Ус) не является универ­ сальной, хотя и описывает большую часть экспериментальных наблюдений. В некоторых случаях напряжение течения твердых растворов пропорционально концентрации (правило Норбери).

Фридель [25] предложил модель, согласно которой примеси действуют на движение дислокации подобно «деревьям»: дисло-

кация преодолевает их, двигаясь зигзагами (рис. 2.5). Напря­ жение T Jпри 0 ° К определяется энергией взаимодействия дисло­ кации с примесями Нп и их концентрацией:

Рис. 2.5. Движение дислокации в решетке, содержа­ щей примеси.

Температурная зависимость напряжений течения имеет вид

г * = УЗ Я п — kT In ( s 0 / e ) >2 щ

Активациониый объем при 0° К

дует воспользоваться экстраполяцией активационного объема к 0°К [см. уравнение (2.50)], а также зависимостью х*(Т, с) (2.49). Отметим, что в расчетах Флейшера учтены размерный и упругий эффекты легирования, причем последний преобладает, тогда как модель Фриделя основана на доминировании размер­ ного эффекта. Кроме двух приведенных моделей имеются оцен­ ки, по которым т ~ с 2 в области малых с и не зависит от тем­ пературы в области низких температур [51, 52].

2.5.4. Упрочнение за счет выделений второй фазы. Частицы выделений, пересекающие плоскость скольжения, являются до­ полнительными барьерами, для преодоления которых необхо­ димо увеличивать напряжение (или температуру). Взаимодейст­ вие дислокаций с выделениями происходит по одному из двух механизмов: 1) дислокация перерезает достаточно малую ча­ стицу выделения; 2) дислокация огибает частицу за счет попе­ речного скольжения и переползания либо продавливается меж­ ду частицами, оставляя вокруг них замкнутые дислокационные петли. Подробно эти механизмы описаны в обзорах [3, 43, 44, 53, 54], где можно познакомиться с современным состоянием проблемы деформации двухфазных систем.