ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
вания |
микродвойниковых |
прослоек |
напряжения, необходимые |
||||
для перемещения их границ, могут |
быть |
значительно |
меньше |
||||
величины т д п . |
|
|
|
|
|
|
|
По |
данным |
Ф. Ф. Лаврентьева |
с сотр. [53], величина |
т д п Zn |
|||
с понижением |
температуры |
уменьшается |
от |
1 кГ/мм2 при 293° К |
|||
до 0,55 |
кГ/мм2 |
при 77° К. Большой |
разброс |
значений т д п |
связан |
||
с тем, что двойникование очень чувствительно к концентраторам напряжений. Искусственно создавая такие концентраторы путем предварительной деформации, можно заметно изменять вклад двойникования в пластическое течение.
В металлах с г.п.у.-структурой плоскостями двойникования являются пирамидальные плоскости I и I I рода и различных порядков (табл. 4.13). Каждому типу двойникования соответ ствует шесть кристаллографически эквивалентных двойникующих систем. Наиболее распространено двойникование в системе {1012}< 1011 > . Другие типы двойникования наблюдаются пре имущественно в металлах с малым отношением осей с/а (см.
табл. |
4.13). |
|
|
|
У |
Zr активность различных |
систем |
двойникования |
убывает |
в следующем порядке: {1121}, |
{1122}, |
{10І2}, {1123}. |
Данные- |
|
об изменении систем двойникования с температурой противоре
чивы. Число различных систем двойникования |
Ті увеличивается |
||||
с понижением температуры (табл. 4.14). |
_ |
||||
Величины сдвига в системах двойникования |
{1012}, {1121} и |
||||
{1122} |
могут |
быть |
выражены |
соответственно |
соотношениями |
(1.6), |
(4.42) и |
(4.43) |
[190]: |
|
|
|
|
|
s ~ |
а/с, |
(4.42). |
|
|
|
|
|
(4.43). |
В табл. 4.15 приведены значения удельного сдвига для неко торых наблюдаемых систем двойникования, а также величины
компонент |
деформации (растяжения либо |
сжатия) |
вдоль оси с |
и сдвига |
в базисной плоскости. Величина |
сдвига |
в системах,, |
отличных от основной, не меняет знака в зависимости от соот ношения с/а.
У Re, Ті и Zr разные типы двойникования могут вызывать, как сжатие, так и растяжение вдоль гексагональной оси. Ориентационная зависимость деформации при разных типах двойни кования проанализирована в работах [20, 81].
Единая точка зрения о влиянии двойникования на пластич ность металлов отсутствует. Некоторые авторы считают, что двойники, являясь концентраторами напряжении, способствуют хладноломкости [31, 207—210]. Это предположение основано на расчетах поля напряжений у вершины и на границах двойника и на многочисленных наблюдениях трещин у вершины, на грани цах и в местах пересечения двойников. Согласно другой точке
Т а б л и ц а 4.13 Системы двойникования в металлах с г. п. у.-структурой
М е т а л л
Cd
Zn
M g
Со
Ке
Z r
Ті
H f
Ru
Система двопинкованля
( 1 0 1 2) < 1 0 П >
{1072} < 1 0 l T >
{1 0 1 2 } < ю Т ї > (10ІЗ) < 3 0 3 2 >
<1 0 Ї 2 > {3034} < 2 0 2 3 ; >
{1 1 2 1 } < 1 1 2 6 >
{1012} < 10ЇЇ >
{1121} < 1 1 2 6 > {1122} < 1 1 2 3 > {1124} < 2 2 4 3 >
{1121} |
< 1 1 2 6 > |
{10Ї2} |
< 1 0 П > |
{1 1 2 2 } < 1 І 2 3 >
{1 1 2 1 } < 1 1 2 6 >
{1122} < 1 1 2 3 > {1012} < І 0 і Т > {1123} < 1 1 2 2 > { ю Т і > < 1 0 1 " 2 >
{1121} |
< 1 1 2 6 > |
{1122} |
<1123~> |
{1123} |
< 1 1 2 2 > |
{1124} < 2 2 4 3 > {10Ї2} < 1 0 І Г > {3034} < 2 0 2 " 3 >
{ЮТЗ} < 3 0 3 2 >
{1121} < 1 1 2 6 >
{1 0 Ї 2 } < ю Т Г >
{1 0 Ї 1 } < 1 0 І 2 > {1121} < 1 1 2 6 > {1123} < 1 1 2 2 >
Литература
[20]
[20, |
3 1 , |
53] |
|
[ 5 8, 78, |
|
2 0 0 - 2 0 2 ] |
|
[78, |
200] |
||
[58, |
2 0 0 , |
203] |
|
[58, 78, 2 0 1 , 202]
[201]
[204] [ 8 1 , 82]
[81]
[81]
|
[83, |
85, |
86] |
|
|||
|
[83, |
85, |
86] |
|
|||
|
[83, |
85, |
86] |
|
|||
[89, |
9 1 , |
93, |
99, |
197] |
|||
[89, |
9 1 , |
93, |
99, |
197] |
|||
[89, |
93, |
99, |
197] |
|
|||
[89, |
93, |
99, |
197] |
|
|||
|
|
|
[87] |
|
|
|
|
|
|
[97, |
205] |
|
|
||
[94, |
95, |
97, |
205] |
||||
|
|
[97, |
205] |
|
|
||
[94, |
9 5 , |
97, |
205] |
||||
|
|
|
[205] |
|
|
||
|
|
|
[205] |
|
|
|
|
|
|
|
[205] |
|
|
|
|
[87]
[87]
[99]
[99]
[99]
|
|
|
|
Продолжение табл. |
4.13 |
||
|
М е т а л л |
Система двоіішшоваиия |
Литература |
|
|
||
|
R u |
( 1 0 Ї2> |
< 1 0 І Г > |
|
[99] |
|
|
|
Os |
{ 1 0 І 2 } |
< 1 0 І Т > |
|
[99] |
|
|
|
|
{1011} |
< 1 0 f 2 > |
|
[99] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Y |
{1012} |
< 1 0 Г Г > |
|
[100] |
|
|
|
|
{1121} |
< 1 1 2 6 > |
|
[100] |
|
|
|
|
{1122} |
< П 2 3 > |
|
[100] |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
|
4.14 |
|
Элементы |
деформации титана при различных температурах* |
|
|
|
|||
/ , ° С |
Система |
с к о л ь ж е н и я |
Система двоПникования |
Литература |
|||
—196 |
{10І0} |
< 1 1 2 0 > |
{1124}, {1122}, {1121}, |
[97] |
|||
|
|
|
{10Г2>, |
{1123> |
|
|
|
20 |
{10І0} |
< 1 1 2 0 > |
|
|
|
|
|
|
(0001) |
< 1 1 2 0 > |
{1121}, |
{1012}, |
[94, |
95, 97] |
|
|
(10ЇІ} |
< 1 1 2 0 > |
{1122} |
|
|
|
|
500 |
{10І0} |
< 1 1 2 0 > |
|
|
|
|
|
|
{1 ОГі} |
< 1 1 2 0 > |
{10Ї2} |
|
[97] |
||
|
(0001) |
<112~0> |
|
|
|
|
|
800 |
{10І0} |
< 1 1 2 0 > |
|
|
|
|
|
|
{10І1} |
< 1 1 2 0 > |
{1121}, |
{1122}** |
[97, |
98] |
|
* Виды скольжения и двойникования указаны в порядке убывания их интенсивности . * * В работе [ 9 7 ] двойниковаиие { 1 1 2 2 } при S 0 0 ° С пе наблюдалось .
зрения, двойниковаиие не играет существенной роли в образо вании трещин [211—216] и даже способствует повышению пла стичности [213—216].
Наиболее замечательной особенностью двойникования яв ляется способность аккомодировать деформацию вдоль оси с. Хотя единственная система способна аккомодировать деформа-
15 З а к . 54 |
225 |
Удельный кристаллографический сдвиг при двойниковании s, предельная деформация
при |
растяжении вдоль оси с вс и удельный сдвиг в плоскости базиса є ^ о о о і) |
для |
наблюдаемых систем двойникования [206] |
Металл
|
Системы двоГшпковання |
|
{ 1 0 1 2 } < 1 0 Ї 1 > |
\ i 1 21 } < 1 1 2 6 > |
{ 1 1 2 2 } < U 2 3 > |
s* |
E ( 0 0 0 1 ) * * |
s |
E ( 0 0 0 I ) |
s |
E ( 0 0 0 1 ) |
|
|
|
Cd |
|
— 0,171 — 0,085 + 0,015 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|||
Zn |
|
— 0,138 — 0,069 ± 0 , 0 1 0 |
|
||||||||
M g |
|
+ 0 , 1 2 9 |
+ 0 , 0 6 4 ± 0 , 0 0 8 |
— |
— — — |
|
|
||||
Re |
|
-^0,141 |
+ 0 , 0 7 0 |
+ |
0,010 + 0 , 6 2 0 |
+ 0 , 1 7 5 |
± 0 , 5 1 1 |
— 0,250 — 0,112 |
+ 0 , 1 1 1 |
||
Ті |
|
+ 0 , 1 5 6 |
+ 0 , 0 7 8 |
+ |
0,012 + 0 , 6 2 4 |
+ 0 , 1 7 8 |
± 0 , 5 1 3 — 0,236 — 0,106 |
± 0 , 1 0 4 |
|||
Zr |
|
- И Ы 69 |
+ 0 , 0 8 4 |
+ |
0,014 + 0 , 6 2 8 |
+ 0 , 1 8 0 |
+ 0,515 — 0,234 — 0,101 |
+ 0,097 |
|||
Y , HE, |
— 0,175 |
+ 0 , 0 8 7 |
± 0 , 0 1 5 |
• j- 0,630+ 0 , 1 8 1 |
± 0 , 5 1 6 |
— |
|
|
|||
Gd |
|
-i-0,184 |
+ 0 , 0 9 2 |
± 0 , 0 1 7 |
+ 0 , 6 3 3 |
+ 0 , 1 8 2 |
± 0 , 5 1 8 |
— |
— |
|
|
Dy, |
|
|
|||||||||
Ho, Er |
+ 0 , 1 9 9 |
+ 0 , 0 9 9 |
± 0 , 0 2 0 |
|
|
|
|
|
|
||
Be |
|
|
|
|
|
|
|
||||
* |
Значение s рассчитывали из соотношении |
( 1 . 6 ) , |
('!.<! 2 ) н |
( 4 . 4 3 ) |
соответственно д л я |
||||||
т р е х |
систем двойникования |
[ 1 9 0 ] . |
|
|
|
J (ft=+£=+u*), |
|
||||
*» |
ec=tlLHl'-+L--), |
Є ( 0 0 0 |
1 ) = (/~£.= )/(/ - + £ =), где |
|
|
||||||
нндексы |
вектора двойникования. |
|
|
|
|
|
|
||||
цшо только одного знака, при наличии двойникования в раз ных системах возможна деформация и сжатием и растяжением (см. табл. 4.15).
При анализе роли двойникования в пластичности следует учитывать чувствительность материалов к концентраторам на пряжений, возможность релаксации напряжений на границах, а также число активных типов двойникования. У материалов с
единственной |
системой двойникования и повышенной |
чувстви |
||||||||
тельностью |
к концентраторам |
напряжений |
|
(Zn, Be) этот вид |
||||||
деформации |
не приводит к значительному |
росту |
пластичности и, |
|||||||
по-видомому, даже уменьшает |
ее. У металлов |
с |
множественным |
|||||||
двойникованием |
(Re, Ті, Zr) наличие этого |
|
вида |
деформации |
||||||
способствует |
значительному |
увеличению |
пластичности |
(см. |
||||||
п. 3.9). В частности, у Ті пластичность |
может |
возрастать при |
||||||||
увеличении |
размера зерна или уменьшении |
температуры |
испы |
|||||||
таний [213]. В обоих случаях вклад двойникования |
по сравнению |
|||||||||
со скольжением |
возрастает [98, 214, 217, 218]. Факторы, |
затруд |
||||||||
няющие двойникование Ті, обычно приводят |
к снижению его |
|||||||||
пластичности. Множественное |
двойникование |
в |
различных си |
|||||||
стемах обычно |
способствует увеличению |
пластичности, |
обеспе- |
|||||||
чивая релаксацию напряжений на границе вследствие образо вания вторичных двойников.
Предельная деформация монокристаллов, связанная с собст венно двойникованием, ограничена даже в случае, когда проис ходит полное передвойникование матрицы (см. табл. 4.15). Она редко превышает 10%. Следует, однако, учитывать, что вторич ное двойниковаиие или скольжение в передвойникованной обла сти, часто наблюдаемое экспериментально, приводит к дальней
шему увеличению |
деформируемости. |
|
|
|
||
Метод оценки |
пластичности |
поликристаллов |
при |
двойнико- |
||
вании металлов с |
о. ц. к.-структурой предложили |
В. Ф. Моисеев |
||||
и В. И. Трефилов |
[219]. |
Для |
поликристаллов, |
обладающих |
||
г. п. у.-структурой, |
оценка |
пластичности |
существенно |
затруд |
||
няется, особенно в случае |
множественного |
двойникования. |
||||
Взаимодействие полных дислокаций с двойниками проана |
||||||
лизировано в работе [220]. |
Если |
вектор |
Бюргерса параллелен |
|||
границе двойника, дальнодействующее упругое взаимодействие
отсутствует; винтовая дислокация может |
испытывать |
попереч |
ное скольжение на границе двойника при |
достаточно |
высоком |
уровне напряжения. Смешанная базисная дислокация в Cd и Zn притягивается к двойниковой границе {1012} и вызывает рост двойника. Смешанная дислокация в плоскостях (0001) и {1010} отталкивается от двойников {10І2} и {1121} в M g , Со, Re, Zn, Ті, Hf и Be. У этих металлов вблизи двойниковых границ обра зуются скопления дислокаций и возникают локальные перена пряжения. В результате либо образуются новые двойники (Re, Zr, Ті), либо возникают трещины по плоскости (0001) у границы двойника (Be). У Ті и Zr разрушающие напряжения значитель но превышают тдв . Поэтому взаимодействие дислокаций с двой
никами, способствующее |
увеличению |
их |
плотности, |
приводит к |
росту пластичности. Наоборот, у Be |
концентрация |
напряжений |
||
у границы двойника, |
обусловленная |
скоплением |
базисных |
|
дислокаций, может превысить сравнительно низкое значение разрушающего напряжения и привести к возникновению тре щины.
Взаимодействие смешанных дислокаций в базисной плоско сти с двойниками {1012} может также привести к образованию
подвижных дислокаций с + а, что энергетически выгодно |
в Cd и |
|||
Zn. Возможны и другие типы взаимодействия |
дислокаций |
с двой |
||
никами, приводящие к образованию |
с + а-дислокаций [220]. |
|
||
Таким образом, двойниковаиие |
некоторых |
металлов |
(Re, |
Zr |
и Ті) может способствовать повышению u i x |
пластичности. |
На |
||
пример, базисное скольжение в |
Zr можно |
компенсировать двой |
|||
никованием в |
системе {1121} |
< |
1126>, обеспечивающим |
дефор |
|
мацию вдоль |
плоскости базиса до ~ 5 0 % . У других |
метал |
|||
лов (Be, Zn) |
двойниковаиие |
способствует |
зарождению |
трещин |
|
и охрупчпванию при низких |
температурах. |
|
|
||
