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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 127

Скачиваний: 0

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

Хнрш и Лелли [70] считают маловероятным, что уменьшение активационного объема M g с ростом деформации является ре­ зультатом пересечения дислокаций а с небазисными дислока­

циями леса, которые

у M g при температуре, близкой

к комнат­

ной, практически не

образуются. Уменьшение V с

ростом є

они объясняют возрастанием плотности призматических сегмен­ тов, образующихся в результате поперечного скольжения. Пере­ сечение дислокаций с этими сегментами приводит к увеличению плотности порогов и уменьшению активационного объема. Эта модель также проблематична, поскольку пересечение дисло­

каций а, лежащих в базисной

и призматической плоскостях,

сопровождается образованием

легко скользящих порогов (см.

п. 2.4.1).

 

4.8. Влияние легирорания на характеристики базисного скольжения

Влияние легирования на характеристики базисного сколь­

жения

лучше всего

изучено на сплавах

Zn

[30,

36, 37,

159]

и M g ,

легированного

литием

[58,

164],

цинком,

индием,

кад­

мием, таллием, алюминием и торием

[65, 76, 165].

 

 

К сожалению, однозначной

интерпретации

этих

результатов

препятствует их недостаточность и разноречивость. Основные экспериментальные наблюдения заключаются в следующем.

4.8.1.

Критические на.пряжения

сдвига.

Зависимость

напря­

жений

сдвига

от концентрации

имеет либо линейный

( т ~ с )

[65, 165], либо

параболический

( т ~ Vс)

[36, 37, 58,

76] ха­

рактер. Левайн и др. [165] исследовали влияние пяти различ­

ных

примесей

на базисное

скольжение

в

M g и показали, что

с увеличением

различия Дг п р в атомных

размерах примеси и

M g

связанное

с примесями

упрочнение

АтЩ і = Т г п л -ты» возра­

стает. Однако это скорее тенденция, чем закономерность; в част­

ности, Т1 слабо влияет на

периоды кристаллической

решетки,

но приводит к заметному увеличению напряжений течения

M g .

По данным Бочека

и

др.

[37], у

Zn т ~ ( V сДгы р )1 >0 3 .

 

 

Температурная

зависимость

т<оооі)

для

сплавов

системы

M g — Zn

приведена

на рис. 4.9. Видно, что

атермическая

ком­

понента

тс, зависит

от

концентрации

Zn

лишь при

C z n >

>0,025 ат.%, тогда как величина т* возрастает с концентрацией

непрерывйо.

В сплавах

M g — L i

атермическая компонента не

меняется до

Сих0,29

ат.%. На

рис. 4.10 приведены зависи­

мости ДтПр от концентрации Zn в области температур 0—423° К.

При концентрации

czn = 0,025 ат.% угол наклона

кривых изме­

няется. Обращаем

внимание на тот факт, что характер

рассмат*

риваемой зависимости одинаков в термической

( Г < 3 3 0 ° К ) и

атермической (7">330°К) областях.

 

 

По данным Бочека и др. [36, 37], коэффициент упрочнения

цинка КА быстро

уменьшается с ростом концентрации

прнме-



сей до 0,025 ат.%, а затем не изменяется. Протяженностьста­

дии .4 при этом увеличивается. В

работе

[76]

.коэффициенты

упрочнения

сплавов

M g — Zn Кл

и /Св

плавно

увеличиваются

с концентрацией Zn

до czn~0,15 ат.%,

а

затем

слабо зависят

от его содержания. Актпвационный

объем

V в сплавах M g — Zn

уменьшается

с

ростом концентрации Zn

от 22 000 bs у чистого

M g до

3000

Ь3

у сплава M g — 45

ат.% Zn [76] . Зависимость

V ( T * )

С увеличением

концентрации

Zn становится слабее.

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

Щ200

 

 

 

 

100

 

 

 

 

D

100

200

300

400 • Т,°К

Рис. 4.9. Температурная зависимость критических на­ пряжении сдвига для базисного скольжения в монокри­

сталлах

сплавов M g — Z n

[76].

 

В работе [76] замечено

увеличение

плотности

дислокаций

в базисной плоскости при легировании магния алюминием:

р ==, (2,4 + 8,35 Vc~T\)- Ю8

см~2 .

(4.30)

При легировании цинка алюминием (0,02%) обнаружено 20-кратное увеличение плотности небазисных дислокаций [159]. Однако Адаме и др. [159] считают, что подвижность и плот­ ность скользящих дислокаций в сплавах Zn — А1 не зависят от содержания легирующего элемента.

4.8.2.Механизмы упрочнения при легировании. Характер

упрочнения за счет легирования при базисном скольжении в Zn

и M g в общем аналогичен упрочнению

Be (см. п. 2.7).

Зегер [118] считает, что влияние примесей на предел теку­

чести— следствие вторичного эффекта,

обусловленного увели­

чением плотности дислокаций в легированных кристаллах. При­ меси приводят к закреплению дислокаций в процессе выращи­ вания кристаллов и при отжиге. Поэтому совершенствование


структуры при высокотемпературном отжиге обычно происхо­ дит в тем большей степени, чем чище кристалл. По мнению Ренье [123], механизм, контролирующий базисное скольжение чистых и грязных кристаллов, не меняется. Наиболее подробно

500

•400

^ 300

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

О

0,2

0,4

 

0,6

'

0,8 •

 

Vc(am.%Znf

г

-

Рис. 4.Ю. Зависимость

величины

ДтП р==Теилап—

Т м „ от

концентрации

Zn

в сплавах

системы

 

M g — Z n

[76] .

 

 

 

природа упрочнения при базисном скольжении в легированных кристаллах изучена в работе [76] .

4.8.3. Механизм упрочнения в атермической области. Как уже отмечалось, атермическая компонента напряжений в спла­

вах M g — Zn не

зависит от

концентрации

в области c z n <

<0,025

ат.%, но при больших концентрациях

пропорциональна

V Czn-

В твердых

растворах

упрочнение

можно объяснить

одним из следующих механизмов: изменением плотности дисло­ каций в плоскости базиса, механизмом Сузуки, упорядочением и механизмами дополнительного трения за счет упругого или размерного эффектов.

Упрочнение, по механизму Сузуки, прямо пропорционально концентрации с, при упорядочении оно пропорционально с2, а по


двум оставшимся механизмам — Vc. Большая часть наблюде* ний согласуется с последней зависимостью. Хотя плотность дис­

локаций

леса

в

плоскости

базиса

действительно

изменяется

 

 

 

 

 

 

[76,

159],

вызванное

этим

уп­

 

 

 

 

 

 

рочнение, по расчету [76], ока­

 

 

 

 

 

 

зывается,

однако;

меньше

на­

 

 

 

 

 

 

блюдаемого.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Большая

часть

наблюдений

 

 

 

 

 

 

и

оценок

показывает,

 

что

 

 

 

 

 

 

экспериментальные

данные

по

 

 

 

 

 

 

упрочнению

при

 

легировании

 

 

 

 

 

 

лучше

всего

согласуются

с

ме­

 

 

 

 

 

 

ханизмом

 

Флейшера

[166].

 

 

 

 

 

 

В работах [1, 58];упрочнение в

 

 

 

 

 

 

системе

M g L i

 

объясняется

 

 

 

 

 

 

на

основе

 

механизма

Сузуки.

 

 

 

 

 

 

Однако, во-первых, экспери­

 

 

 

 

 

 

ментальные

данные для

спла­

 

 

 

 

 

 

вов M g L i

согласуются

с рас­

 

 

 

 

 

 

четными

лишь

до

концентра­

 

 

 

 

 

 

ции

Li

примерно

6 ат.%, и,

 

 

 

 

 

 

во-вторых, напряжения тече­

 

 

 

 

 

 

ния

в сплавах

M g L i

в

широ­

 

 

 

 

 

 

кой

области

 

концентрации

Lr

 

 

 

 

 

 

описываются

 

соотношением,

 

 

 

 

 

 

справедливым

для

^механизма

 

 

 

 

 

 

Флейшера:

T G ~

У

с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение

 

а т е р м ич ее ко й

 

 

 

 

 

 

компоненты

напряжений

 

при

 

 

 

 

 

 

легировании

цинка

алюмини­

 

 

 

 

 

 

ем, по мнению Адамса и др.

 

 

 

 

 

 

[159]''

является

 

результатом

 

 

 

 

 

 

увеличения

плотности

небазис­

Рис.

4.11. Возможные

схемы измене­

ных дислокаций и роста вкла­

да

дальнодействуюших

напря­

ния

температурной

зависимости

кри­

жений

(по

механизму

 

Базнн-

тических напряжении

сдвига при

ле­

 

 

 

гировании

[ 7 6 ] :

 

ского

Фриделя

Саада).

 

1

м е т а л л :

2 — сплав .

 

Последний вывод нуждается в

 

 

 

 

 

 

дополнительной

проверке.

 

 

4.8.4.

М е х а н и з м ы упрочнения

в термической

области.

Воз­

можные виды температурной зависимости критических напря­ жений сдвига для чистого металла 'и сплавов схематически

изображены

на

рис. 4.11. Рис. 4.11, а соответствует

однородному

увеличению

т , ф

с температурой,

рис. 4.11,6 увеличению плот­

ности

только

короткодействующих

препятствий

(т . е.

X * ) ,

рис.

4.11,в — увеличению энергии

активации

(«высоты».

пре­

пятствий),

что

сопровождается

изменением

температуры

Т0

0~а1гТ0).