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

природы охрупчиванйя бериллия. На это, в частности, указы­ вают полученные нами данные о характере разрушения поликристаллпческого бериллия при испытаниях на удар, а именно увеличение доли межзеренного разрушения и уменьшение удар­ ной вязкости в области температур выше 670—770° К.

Для количественной оценки роли межзеренного разрушения иногда пользуются результатами теории Гриффитса, учитываю­ щей дополнительную энергию вновь образующейся при разру­ шении поверхности. Величина этой энергии может влиять на траекторию движущейся трещины. Из уравнения (3.1) следует, что чем ниже величина поверхностной энергии, тем меньше раз­ рушающее напряжение. При межзерепном разрушении вели­ чина уо = 2уп—ут. где ун — энергия единицы площади повой по­ верхности; уг — энергия единицы поверхности границы зерна. Напряжение разрушения по границам зерен может оказаться более низким, чем по самому зерну, так как границы зерен обычно обладают повышенной энергией в исходном состоянии. Наличие на границах зерен определенных примесей может при­

но, является результатом катастрофического уменьшения по­ верхностной энергии границ. К сожалению, экспериментальные данные о влиянии примесей на поверхностную энергию бериллия в твердом состоянии отсутствуют, и поэтому это утверждение является гипотетическим.

Исследования по определению энергии границ зерен важны для понимания природы хрупкости поликрнсталлического бе­ риллия. Специальным легированием и термообработкой можно устранить отрицательное влияние некоторых примесей и повы­ сить величину поверхностной энергии границ зерен. В частности,

3.2. Критерии определения плоскостей скола

Для предсказания наблюдаемых плоскостей скола кристал­ лов предложено несколько критериев, часть которых перечисле­ на ниже [27]: плоскостями скола являются кристаллические грани с минимальной поверхностной энергией; плоскости скола ограничивают элементарную ячейку кристалла; плоскости ско­ л а — это наиболее плотноупакованные плоскости кристалла; плоскостями скола являются плоскости с минимальным количе­ ством химических связей на единицу площади и т.д. Все ука­ занные критерии имеют многочисленные исключения.

Действительно, базисная спайность хорошо развита у Zn и Be, имеющих а < 1 , и отсутствует у M g , Со и Re. Практически у вяз­ ких материалов - уі~10 5 YO, И поэтому трещины распространя­ ются в них с трудом. Наоборот, у хрупких материалов, не обла­

с Yi п, как правило, не превышает 2YOНаряду с потерями на деформацию при сколе освобождается дополнительная энергия Y2, связанная с внутренними напряжениями.

Если трещина движется вдоль плоскости скольжения дисло­ кационной петли, как это имеет место в случае спайности по плоскости базиса, то петля аннигилирует, сообщив свою энергию трещине. Принимая энергию 1 см дислокационной линии равной ~10" 4 . эрг, находим, что энергия, сообщаемая полем дислокаций

в зависимости от температуры деформации и некоторых других условий. Это проливает свет на причины разрушения бериллия по плоскости базиса. При низких температурах; когда другие виды скольжения затруднены, упругая энергия в голове скопле­ ния дислокаций не может рассеиваться за счет пластического течения. В этом случае пластическую релаксацию обеспечивают

противоположно: так как возможна пластическая релаксация за

3.3. Дислокационные модели образования зародышей трещин

Существует несколько десятков различных моделей образо­ вания зародышей трещин и теоретических расчетов, основанных на этих моделях [3, 8, 12, 13, 33, 38—55]. Возможные схемы об­ разования зародышей трещин (микротрещин) неоднократно