ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 127
Скачиваний: 0
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 |
|||
(Н0~а1гТ0). |
|
|
|
|
|
|
|