ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. І.І |
|
|
|
Т е м п е р а |
|
|
Литера |
|
Характеристика |
|
тура |
t ( 0 0 0 1 ) , |
Примечание |
|
|
образцов |
|
испыта |
кГ/мм- |
тура |
|
|
|
|
||||
|
|
|
ния, ° К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Монокристаллы низкой |
296 |
3,6 |
Сжатие |
[Й5] |
||
чистоты, — 9 8 , 8 % Be, |
77 |
7,00 |
|
|
||
6 = 1 , 7 |
|
4,2 |
Скольжение |
|
|
|
|
|
|
|
отсутствует |
|
|
После |
зонной плавкії: |
293 |
0,36 |
Растяжение |
[14,19] |
|
8 |
проходов, |
начало |
||||
|
образца |
|
293 |
|
|
|
2 прохода, конец об |
1.7 |
|
|
|||
|
разца |
Be |
293 |
1,8 |
|
|
Литой, 9 9 , 4 % |
|
|
||||
После |
зонной плавки: |
77 |
0,96 |
Растяжение |
[16—18] |
|
6 = 2 4 , 4 |
|
|||||
6 = 2 2 , 2 |
|
301 |
0,56 |
|
|
|
6 = 1 7 , 9 |
|
698 |
0,59 |
|
|
|
6 = 2 0 8 |
|
77 |
0,70 |
|
|
|
6 = 2 2 0 |
|
301 |
0,26 |
|
|
|
бен: в области температур |
выше 150° К у чистого (99,99%) и |
|
при 300—500° К у грязного |
( < 9 9 , 9 % ) бериллия |
т(0ооі) меняется |
слабо, а в области более низких температур T«JOOI) |
увеличивается |
|
Г |
|
о - |
/ |
а - 4 |
в — 7 |
|
|
3 |
о - 5 |
•-в |
|
|
|
|
|||
|
ч |
д — |
9-6 |
|
|
* \ |
\ |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
200 |
зоо т}°к |
||
Рис. I . I . Температурная |
зависимость |
гдаоо» |
бериллия |
раз |
|||
|
личной |
чистоты: |
|
|
|
||
/ - 0 = 2 9 0 ; |
2 - 6 ~ П 0 ; 3 — |
6 = 5 4 ; |
4 — |
6 = 1,7 |
[25]; |
5— 0 = 16,6 |
[10]; |
5 - |
6 - 220 [ 1 6 - 1 8 ] ; |
7 - |
6 - 2 2 |
0 [ 1 6 - 1 8 ] : « - [ 2 9 ] . |
|
||
с уменьшением температуры. В работе [27] высказано предпо ложение, что атер'мический характер базисного скольжения выше 550° К не является свойством бериллия, а обусловлен влиянием примесей: с одной стороны, T(ooot) снижается с умень шением температуры (для кристалла постоянного состава),
ІЗ
с другой—растет в" результате увеличения 'растворимости при месей с возрастанием температуры [27] или тгод действием старения [29]. Однако эта точка зрения недостаточно обоснована.
Изменение чистоты металла на два порядка (от 99 до 99,99%) приводит к уменьшению атермической компоненты напряжений и к снижению температуры перехода к атермиче ской части напряжений Г0 (см. п. 2.1).
10
і
|
То |
|
W |
1о3 - |
s |
Рис. |
1.2. Изменение Т(оооп |
при комнатной температуре |
в |
||
|
зависимости |
от чистоты .бериллия: |
|
||
|
/ — [15—181; |
2 — 1251; 3 — 1221. |
|
|
|
Сложнее |
обстоит дело |
с |
термически |
активируемой частью |
|
напряжений сдвига. В области низких'температур туюоі) возра стает тем сильнее, чем ниже чистота металла, причем у металла
чистотой ~ 9 |
8 , 5 % Be (6=1,7) линии |
базисного |
скольжения |
на |
||||||||
блюдаются при |
77° К и отсутствуют |
при |
20,4° К, |
у бериллия |
чи |
|||||||
стотой |
~ 9 9 , 8 % |
(6=16,6) |
скольжение имеет |
место |
при |
20,4° К |
||||||
и отсутствует при 4,2° К, |
а у более |
чистого |
бериллия |
(6 = 56ч- |
||||||||
4-290) критическое напряжение сдвига |
при |
4,2° К существенно |
||||||||||
возрастает по мере уменьшения чистоты |
(см. рис. 1.2) |
[9, 10, 25]. |
||||||||||
Таким |
образом, |
различие |
характеристик |
базисного |
скольжения |
|||||||
в бериллии |
разной чистоты выражено |
тем'сильнее, |
чем |
ниже |
||||||||
температура. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общим закономерностям базисного скольжения не подчи няются отдельные результаты работ [4—6, 11]. Более высокие значения X(oooi),''полученные в работах :[4, 5, 11, 29], объясня ются особенностями методики испытаний ', несовершенством кристаллов и ошибками в определении ихчистоты. -Некоторое
увеличение Т(оооі) 'при |
773° К, наблюдавшееся |
в работах |
[5, 6], |
||
вероятно, обусловлено |
вторичными процессами, в частности яв- |
||||
1 Как уже указывалось, существенную роль здесь играет геометрия об |
|||||
разца. Скольжение затруднено, |
если вдоль оси |
сжатия |
размер образца мал |
||
по сравнению' с поперечными |
размерами. Ли и |
Брик |
использовали |
именно |
|
такие образцы. |
|
|
|
|
|
И
лениями старения. Это может быть также результатом влияния окисной пленки, препятствующей выходу дислокаций на поверх ность кристалла.
Критическое напряжение сдвига (т(оооо=0,75 кГ/мм2) и уп рочнение при базисном скольжении в бериллии чистотой 99,75%
при комнатной температуре не зависят от |
внешнего гидростати |
|
ческого давления, по крайней |
мере от 0 до |
15 кб [30]. |
- • — - » |
— |
|
T(eoev
|
0 |
1 |
\ |
|
1 |
1 _ |
1 |
1 |
|
|
|
|
L _ |
||||
|
|
' |
|
1 |
10 |
101 |
10s |
t |
Рис. |
1.3. Из меиение |
TJQQQIу и T^JQJQJB зависимости |
от |
|||||
|
|
|
|
|
чистоты бериллия [ 1 7 ] . |
|
||
Влияние |
|
|
скорости |
деформации |
на величину т(ооои изучено |
|||
слабо1 . По |
данным Ренье |
[24], при |
комнатной температуре Т(оооі) |
|||||
не зависит от скорости, а при 77° К зависимость сильная и активационный объем У » 200 Ь3.
1.1.2. Зависимость Т(оооі) от чистоты и структурного совер шенства кристаллов. Кауфман и др. [15—18], Дюпуи с сотр. [22], И. А. Гиндин и авторы книги [25] исследовали изменение критических напряжений в зависимости от чистоты кристаллов. Полученные при комнатной температуре результаты представ лены на рис. 1.1 —1.3. Величина т(оооі) возрастает с увеличением содержания примесей от 0,13 кГ/мм2 у бериллия чистотой ~ 99,999% (6—1000) до нескольких килограммов на квадратный
миллиметр у кристаллов низкой чистоты |
( < 9 9 % ) . По |
данным |
||||||||||||||
Кауфмана |
и др. [15—18] и нашим, зависимость |
Т(оосн) от |
б имеет |
|||||||||||||
логарифмический |
характер, по данным |
Дюпуи |
[22] — линейный. |
|||||||||||||
Вид |
этой |
зависимости |
аналитически |
|
можно |
выразить |
так |
|||||||||
(рис. |
1.2): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
lgT(oooi) = |
0,3 — 0,39 lgб (2 < |
б < |
1000) (кривая / ) , |
|
(1.1) |
|||||||||
|
|
JgT{cooi) = |
0,85 — 0,59 lg б (2 < |
б < |
1000) (кривая 2 ) , |
|
(1.1а) |
|||||||||
|
|
Т(оооі) = |
1,06 — 0,0018 |
6 ( 1 0 0 < б < |
475) |
(кривая 3). |
|
(1.2) |
||||||||
В |
этих |
выражениях |
т(0ооі) имеет размерность |
|
[кГ/мм2]. |
|
|
|||||||||
|
1 По |
данным, полученным в нашей лаборатории С. С. Авотаным, значе |
||||||||||||||
ние |
V |
возрастает |
от |
1000 |
Ь3 |
при |
77° К до |
— 10 000 Ьг |
при 300° .К. |
в чистом |
||||||
бериллии |
и от |
100 б 3 |
при |
77° К до |
1000 Ь3 |
при |
450° К в |
монокристаллах |
спла |
|||||||
ва |
Be — |
1,34 .ат. % |
Си. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Несовпадение полученных разными авторами значений T(odoij (см. рис. 1.2) можно объяснить различием субструктуры иссле дованных кристаллов и методик определения х (по кривой де формации пли по появлению первых Л І Г Ш І Й скольжения), неоди наковыми условиями термообработки [28], а также недостаточно строгим контролем за содержанием примесей, которые могут по-разному влиять на характеристики пластической деформации
(т)и электросопротивление (о). При повышении чистоты ме
талла различие значений т(оооі) сглаживается. При очень низких п очень высоких концентрациях примесей t(oooi) при комнатной температуре слабо зависит от их содержания из-за субструк турных эффектов. Кауфман и др. [16—18] действительно не об
наружили |
уменьшения |
T(onoi) в области |
6=1070-^3300 |
(см. |
||
рис." 1.2 и 1.3). |
|
|
|
|
|
|
При анализе критических напряжений следует учитывать не |
||||||
только чистоту металла, но и структурное совершенство |
кри |
|||||
сталлов. Эти факторы взаимосвязаны: с |
повышением содержа |
|||||
ния примесей увеличивается |
несовершенство |
структуры |
[18]. |
|||
Кроме того, |
оно зависит |
от способа выращивания кристаллов. |
||||
Кристаллы |
низкой чистоты |
(6 = 2ч-10) обычно |
получают |
путем |
||
медленной кристаллизации расплава. Они менее совершенны, чем кристаллы, выращенные методами Чохральокого и зонной
плавки ( 6 = Юч-3300). |
Р. И. |
Гарбер и др. [9] предварительно |
||
деформировали образцы |
при |
293° К на |
0,5—0,6% ДО появле |
|
ния линий скольжения, |
затем |
отжигали |
их в вакууме |
при |
1073° К в течение 3 ч и вновь |
подвергали |
деформации при |
ком |
|
натной температуре. Оказалось, что в результате такой обра
ботки критическое напряжение |
увеличивалось на 30%, а ли |
нии скольжения изменяли свой |
характер, становясь тонкими |
как после низкотемпературной деформации. По мнению авто ров работы [9], это объясняется полигонпзацией вследствие отжига блочной структуры, образующейся при первой дефор мации. Возникающие полигоны с большим углом разорнентировки оказывают заметное влияние на последующее базисное скольжение. Нельзя исключать также влияния старения кри сталлов -и появления в результате старения выделений.
И. А. Гиндин с сотр. [31] изучили влияние программирован ного «агружения на характеристики базисного скольжения в бериллии. Сущность программированного нагружения состоит в плавном, очень медленном повышении напряжения до некото рой величины o K < o s . При этом происходит диффузионное пе рераспределение точечных дефектов, рассасывание локальных перенапряжений и общая гомогенизация структуры [31]. Про граммированное нагружение бериллия может также сопровож даться деформационным старением, а также закреплением лег коподвижных дислокаций.
После программированного нагружения |
монокристалла |
чи |
стотой 99,6% при 673° К со скоростью 0,2 |
кГ/(мм2-ч) (до |
на- |
пряжений |
о,< = 5 |
и б |
кГ/мм2) |
заметно увеличиваются |
пластиче |
|
|||||||||||||||||||||
ские |
|
характеристики |
металла |
и |
несколько |
возрастает |
предел |
|
|||||||||||||||||||
текучести ' при 293° К: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кГ/мм1 |
|
|
|
|
|
|
Ч>, % |
|
|
|
|
||
|
Исходный |
образец |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
9,6 |
|
|
10,7 |
|
|
|
|
|||||||||
|
Образцы |
после |
|
программиро |
|
|
|
5 |
|
|
11,3 |
|
|
17,7 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
ванного |
нагружения |
|
|
|
|
6 |
|
|
11,0 |
|
|
24,7 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
9,8 |
|
|
11,2 |
|
|
|
|
|||
Изменяется также характер пластической деформации: она |
|
||||||||||||||||||||||||||
становится |
|
более |
однородной, |
упрочнение |
падает, |
сбросы |
об |
|
|||||||||||||||||||
разуются реже. Следует отметить, что влияние предваритель |
|
||||||||||||||||||||||||||
ного программированного нагружения ма разные виды дефор |
|
||||||||||||||||||||||||||
мации монокристаллов неодинаково: если предел текучести при |
|
||||||||||||||||||||||||||
базисном |
скольжении |
« |
напряжение |
начала |
двойникования |
|
|||||||||||||||||||||
возрастают, то величины а.„юГо) и разрушающего |
|
'напряжения |
|
||||||||||||||||||||||||
при сжатии вдоль главной оси уменьшаются. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
1.1.3. Кривые деформации и упрочнение. На рис. 1.4 приве |
|
||||||||||||||||||||||||||
дены кривые деформации бериллия различной |
|
чистоты |
при |
|
|||||||||||||||||||||||
комнатной |
|
температуре |
(а) |
|
и |
деформации |
бериллия чистотой |
|
|||||||||||||||||||
99,95% при температурах от 77 до 473°К |
(б) |
|
[16—18, |
24]. |
|
||||||||||||||||||||||
При растяжении кристаллов с относительным |
|
остаточным |
|
||||||||||||||||||||||||
электросопротивлением |
б < 4 0 |
|
наблюдается |
лишь |
|
одна |
стадия |
|
|||||||||||||||||||
линейного |
упрочнения |
(стадия |
А) 2 , |
которой |
в |
области |
малых |
|
|||||||||||||||||||
деформаций |
предшествует |
участок |
кривой, |
характеризующий |
|
||||||||||||||||||||||
ся уменьшением |
|
упрочнения |
с |
ростом |
деформации. |
При |
сжа |
|
|||||||||||||||||||
тии |
таких |
|
кристаллов |
после |
деформаций |
е~0,3 |
упрочнение |
|
|||||||||||||||||||
возрастает |
[19—21, |
24, 25]. У |
кристаллов |
высокой |
|
чистоты |
|
||||||||||||||||||||
(6>40) |
на |
кривых |
деформации |
при |
растяжении |
|
обнаружи |
|
|||||||||||||||||||
вается |
увеличение |
упрочнения |
при |
Е > 0 , 6 |
(стадия |
В, см. |
|
||||||||||||||||||||
рис. |
1.4, |
4.8). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Зависимость |
упрочнения |
от |
чистоты |
кристаллов |
и |
темпе |
|
||||||||||||||||||||
ратуры испытаний показана на рис. 1.5 (16—18, |
24]. Из-за от |
|
|||||||||||||||||||||||||
клонения |
кривых |
деформации |
от |
линейной |
зависимости |
при |
|
||||||||||||||||||||
е<0,1 |
|
коэффициент |
|
упрочнения |
определяли |
|
на |
|
участке |
|
|||||||||||||||||
с є » 0,1 |
[24]. В |
качестве |
меры |
чистоты |
взяты |
значения |
т^ооі) |
|
|||||||||||||||||||
и 6. Коэффициент |
упрочнения |
снижается |
с ростом |
|
температуры |
|
|||||||||||||||||||||
(особенно сильно в области Г<200° К) |
и с увеличением |
чистоты |
|
||||||||||||||||||||||||
(особенно |
сильно |
|
в области |
б > 4 0 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Пластичность |
|
вследствие |
базисного |
|
скольжения |
|
заметно |
|
|||||||||||||||||||
возрастает при уменьшении содержания примесей |
(т. е. при сни |
|
|||||||||||||||||||||||||
жении T(oooi), см. рис. 1.4 и табл. |
1.2). |
У кристаллов |
|
технической |
|
||||||||||||||||||||||
чистоты |
относительное |
удлинение 'при 293° К |
составляет |
3—4%, |
|
||||||||||||||||||||||
1 |
Возможные |
причины завышения |
значений |
предела текучести |
кристаллов |
|
|||||||||||||||||||||
рассмотрены |
ранее. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
Типичная |
кривая деформации |
для |
базисного |
скольжения |
в |
металлах |
с |
|
||||||||||||||||||
г. п. у.-структурой |
показана |
на |
рис. |
4.8. |
Три стадии |
упро*и«іии. |
и б и м н а щ Ш . „ „ |
|
|||||||||||||||||||
буквами |
А, В и С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І |
|
Г о |
с ; |
п у |
о И ™ |
' |
с |
|||||
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
н а у ч н о - т е х н и ч э ; №?.,= |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,-:ауч |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 З а к . |
54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CCv>P |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б и б л и о т е ка |
||||||
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА
