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

194.Динамика дислокации. Сб. статен. Харьков, Изд. Фпз.-техн. ии-та низких температур А Н УССР, 1968.

195.Салита О. П. «Фпз. металлов и металловедение», 1971, 31, с. 190.

203.Schiebold R. E., Siebel G. Z. Metallkiinde, 193!, 69, S. 458.

204.Morral F. R. J . Inst. Metals, 1958, 10, p. 662.

205.Классен-Неклюдова M . В. Механическое двойникование кристаллов. M . ,

Нзд-во АН СССР, 1960.

206. Kocks U . F., Westlake D. G. Trans. A I M E , 1967, 239, p. 1107.

207.Яковлева Э. С , Якутович М. В. «Ж - техн. физ.», 1950, 20, с. 420.

208.Hull D. Acta metallurgica, 1960, 8, p. 11; 1961, 9, p. 191.

215.Гиндин И. А. и др. «Физ. металлов и металловедение», 1964, 18, с. 605; «Физ. твердого тела», 1968, 10, с. 2529; 1959, 1, с. 1794.

с. 82.

218.Драчинский А. С. и др. «Физ. металлов и металловедение», 1965, 19,

с. 602.

219.Моисеев В. Ф., Трефилов В. И. В сб.: Физическая природа пластической деформации и разрушения. Киев, «Наукова думка», 1969, с. 7.

220. Yoo М. Н. Trans. A I M E , 1969, 245, p. 2051.

Г л а в а

5

П Л А С Т И Ч Е С К А Я Д Е Ф О Р М А Ц И Я П О Л И К Р И С Т А Л Л И Ч Е С К О Г О Б Е Р И Л Л И Я

Пластическая деформация поликристаллов имеет одну су­ щественную особенность по сравнению с монокристаллами; для обеспечения однородного и непрерывного формоизменения твер­ дого тела необходимы дополнительные напряжения для пере­ дачи деформации через границы зерен.

В реальных кристаллах роль границ зерен существенно воз­ растает вследствие преимущественного выделения примесей в области границ. Концентрация примесей на границах повы­ шается в результате диффузии растворенных атомов в поле сил

лов всегда выше, чем монокристаллов. При высокотемператур­ ной деформации поведение поликристаллических материалов может целиком определяться процессами пластического течения и разрушения у границ зерен [1].

Механические свойства поликристаллических тел зависят от взаимной ориентации кристаллов и их ориентации относительно направления деформации. Это особенно характерно для метал­ лов с г. п. у.-структурой, в том числе для бериллия, отличающе­ гося высокой анизотропией механических свойств (см. гл. 1). Передача скольжения через границу соседних зерен зависит от того, как ориентированы эти зерна по отношению к оси дефор­ мации. Например, если одно зерно в бериллии ориентировано благоприятно для легкого базисного скольжения, а у соседнего зерна с направлением деформации совпадает гексагональная

ось, трансляция скольжения в это зерно будет затруднена, по­ скольку отношение критических напряжений і 5 2 ) / т ( 0 0 0 | ) ^ 1 0 2 . Отдельные зерна при деформации могут находиться под дейст­ вием сжимающих напряжений, способствующих реализации трудно активируемых видов скольжения.

Именно анизотропия механических свойств кристаллов яв­ ляется причиной образования текстуры в деформированном ма­ териале. Характер текстур в деформированном бериллии рас­ смотрен нами ранее [3]. Вследствие преимущественной реализа­ ции легкого базисного скольжения при одноосной деформации бериллия в области не очень высоких температур образуется текстура, при которой базисная плоскость кристаллитов стре­ мится стать параллельно оси деформации. Степень совершен­ ства текстуры зависит главным образом от температуры и сте­ пени деформации.

Эффективность упрочнения поликрпсталлических материалов границами зерен зависит от их протяженности, т. е. от размеров зерен. Величина зерен сказывается также и па пластических и вязкостных характеристиках. Влияние размеров зерен на вяз­

ниц зерен, но и границ субзерен, которые часто образуются в

цессе деформации подобна роли границ зерен. Энергию границ

более сложное, чем в случае монокристаллов. Это связано не только с наличием градиентов концентрации, вызванных повы­

принципе изменять анизотропию деформации, механизм упроч­ нения и разрушения, и это, в свою очередь, сложным образом отражается на механических свойствах полнкристаллпческого тела. Следует различать примеси и легирующие элементы двух типов: входящие в твердый раствор и присутствующие в метал­ ле в виде отдельных включений. Как указывалось ранее, нали­ чие включений весьма характерно даже для сравнительно чи­ стого бериллия. Влияние растворенных элементов и избыточных фаз на упрочнение и разрушение металлов различно.

В связи с этим предел текучести поликристаллического ма­ териала можно представить в следующем виде:

чению механических свойств поликристаллического бериллия посвящено большое количество работ, физические аспекты его пластической деформации рассмотрены недостаточно. В частно­ сти, весьма ограниченны данные о динамике деформации, прак­ тически отсутствуют результаты исследований влияния суб­ структуры на механические свойства (лишь сравнительно не­ давно стало известно о необходимости учета ее влияния [5, 6]), нет данных о влиянии структуры, легирующих элементов и при­

связано с недостаточно строгим контролем факторов, оказываю­

ния вторичных фаз. До сих пор обычно исследовался поликри­

Впервые влияние размеров зерен на механические свойства бериллия изучили Бивер и Уикл [7]. По их данным, уменьше­ ние размеров зерен в металлокерамическом бериллии от 61 до 17 мкм привело к повышению предела прочности при растяже­ нии от 21 до 35 кГ/мм2. Прочность возрастала вплоть до 600° С. Относительное удлинение при растяжении также возрастало, особенно в области максимума на кривой s(T) (300—600°С), характерного для металлокерамического бериллия [8, 9] и свя­ занного с присутствием примесей [10, 11]. Позднее в работе [12] была изучена зависимость истинного разрушающего напряже-