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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 113

Скачиваний: 0

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

очередь,

Od = Mxd.

Здесь

Mr—усредненный

 

фактор

ориентации

Тэйлора;

%d —напряжение,

при

котором

начинает

действовать

источник

дислокаций

вблизи

границы.

В

случае

металлов с

о. ц. к.-структурой

величина

К у

определяется

главным

образом

высокими

значениями Xd в

связи с влиянием примесей

внедре­

ния; в гексагональных металлах большое значение приобретает

также фактор

ориентации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимости

r r s ( d — I

/ 2 ) д л я

различных сортов

бериллия при­

ведены на рис. 5.1, соответствующие

этим зависимостям

коэф-

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

2

4

 

6

 

8

 

Ю

 

й~1/г,ммА

 

Рис.

5.1. Зависимость предела текучести от размера

 

 

 

 

 

зерна

в

бериллии

при 20° С:

 

 

 

 

 

/ — горячепрессованный

бериллий

п р о м ы ш л е н н о й

ч и с т о т ы ,

со ­

 

д е р ж а щ и й

3,3 — 5,3% В е О

[23];

2 — в ы д а в л е н н ы й

бериллий

про ­

 

м ы ш л е н н о й чистоты

( 0 . 4 — 1,4 % В е О )

при

р а с т я ж е н и и

в

про ­

 

д о л ь н о м направлении

(251; 3 — тот

ж е

м е т а л л , испытанны й

п о д

 

углом

 

45°

к оси в ы д а в л и в а н и я ;

4 — тот

ж е м е т а л л

в

горячепрес -

 

сованном

состоянии; 5 — листы , полученны е

прокаткой

слитков

 

горячепрессованного электролитического металла с с о д е р ж а н и е м

 

ВеО

0,2 — 1 . 8%

[21]; 6 — листы,

полученные о с а д к о й

н прокаткой

 

слитков д и с т и л л и р о в а н н о г о металла чистотой 9 9 . 9 %

[24);

7 — л и ­

 

сты,

полученные прокаткой слитков

электролитического

м е т а л л а

 

 

 

 

 

 

чистотой 99 . 6% [161.

 

 

 

 

 

 

фициенты Оі

 

и Ку — в табл. 5.1. Для

сравнения здесь же

приве­

дены величины Оі и Ку для других

металлов

с г. п. у.-структурой.

Данные табл. 5.1 позволяют сделать лишь общие заключения

о закономерностях

изменения

а*

и

Ку,

поскольку

исследован­

ные образцы

 

бериллия

различались

по

составу

и

текстуре, а

условия испытания на растяжение не были

строго

одинаковы­

ми. У бериллия

значения

а, и К у обычно сравнимы пли несколь­

ко выше, чем у других гексагональных металлов.

Вместе с тем

величина К у у бериллия

существенно выше,

чем

у

металлов с

г. ц. к.-структурой [32], и

близка к значению

К у

для

металлов

с о. ц. к.-структурой.

 

 

 

 


Параметры з_ и Ку в уравнении Холла — Петча (5.3) для металлов с г.п.у. -структурой

О)

отн.

см

 

Способ обработки

Текстура

Металл

 

 

Cd

Теплая

прокатка

Слабая

 

н отжиг

 

 

То

же

»

S-T

Деформация,

у/

 

о

 

195

0,001

78

0,001

о"

к<

т

Литература

о

 

U

 

 

tu

 

 

 

 

0

0,99

1,76

[14]

0

1,13

2,02

 

Zn

 

»

 

300

0,005

3,3

0,7

0,63

[14]

 

 

»

300

0,175

7,3

1,2

1,1

 

M g

Горячая

прокатка

 

300

0,002

0,7

0,9

2

[14]

 

и отжиг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выдавливание и

Сильная

300

0,005

6,3

0,53

1,18

 

 

отжиг

базисная

 

 

 

 

 

 

 

Ті

300

На

пре­

5,7

1,3

1,1

[14]

 

 

 

 

 

деле

те­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кучести

 

 

 

 

Zr

Холодная прокат­

Сильная

300

0,002

3

0,8

0,83

[14]

 

ка и отжиг

базисная

 

 

 

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be

Пруток

и лист

300

На

пре­

11,3

2,94

0,99

[13]

 

 

 

 

 

деле

те­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кучести

 

 

 

 

 

Выдавленный раз­

Сильная

300

То же

0

3,33

1,12

[15]

 

личной

чистоты

базисная

 

 

 

 

 

 

 

 

То

же

То же

300

»

21

3,83

1,12

[15]

 

Горячее

прессо­

Произ­

300

»

2,5

2,66

0,9

[15]

 

вание

вольная

 

 

 

 

 

 

 

 

То

же

То же

673

»

0

2,1

0,71

[15]

 

Выдавливание

Сильная

173

»

14,1

1,4

0,47

[19]

 

»

базисная

273

»

12,6

 

 

 

 

То же

1,4

0,47

[19]

 

 

»

»

373

»

9,9

1,4

0,47

[19]

 

Прокатка элек­

Базисная

293

»

2,2

1,32

0,45

[16,

 

тролитического

 

 

 

 

 

 

 

17]

1Ї38


Продолжение табл. 5.1

 

 

 

 

О

 

Способ обработки

га

 

•І

га

 

 

о

 

>•

 

 

 

 

О.

н

 

 

о

•В-

О)

 

Н

ь."

 

 

 

 

, кГ/млг

ГС

о

>.

 

га

 

с

 

Be

Прокатка

электро­

Базнсная

373

На пре­

5

0,63

0,21

[16,

 

литического

 

 

деле те­

 

 

 

17]

 

»

»

473

кучести

6,5

0,15

0,05

[16,

 

 

 

 

 

 

 

»

 

 

 

J7]

 

Горячее

прессо­

Произволь­

293

- 7 , 5

- 2 , 8 0,93

[23]

 

вание технического

ная

293

»

9

1,46

 

 

 

Деформирование

Базисная

0,49

[24]

 

слитка

высокой

 

 

 

 

 

 

 

 

чистоты

 

 

 

 

 

 

 

Из табл. 5.1 следует

также, что величины

о, и Ку зависят от

текстуры. Общая тенденция такова, что а, возрастает,

а Ку

убы­

вает

с ростом

совершенства текстуры

базисной плоскости. Так,

у горячепрессованного

бериллия

с произвольной

ориентацией

кристаллитов

о, минимальна, а

Ку

максимальна;

отношение

Ку/Е достигает (1 -+-2) -10—4 мм112.

Уменьшение Ку

с ростом

сте­

пени совершенства текстуры хорошо согласуется с представле­ нием о том, что при близкой ориентации зерен облегчается рас­ пространение скольжения в соседние зерна вследствие сильной

зависимости Ку от фактора ориентации.

Что касается величи­

ны о;, то ее изменение с текстурой можно

объяснить изменением

механизма деформации металла.

 

Конрад п Перлмюттер [14] считают, что величина о, у изо­

тропного горячепрессованного бериллия связана с базисным скольжением, а у текстурированного_она определяется призмати­

ческим

скольжением в системе {1010} < 1 1 2 0 > , поскольку тек­

стура

в деформированном бериллии благоприятна для призма­

тического скольжения при испытании в направлении вдоль оси деформации. Это предположение подтверждается эксперимен­ тальными данными Джекобсона [25], согласно которым аг- для горячепрессованного бериллия близка к величине а, для выдав­ ленного металла при растяжении в направлении, лежащем под углом 45° к направлению выдавливания (в этом случае ориен­ тация менее благоприятна для призматического и более благо­ приятна для базисного скольжения, чем при растяжении вдоль оси деформации). При таком способе растяжения аг = 2,5 кГ/мм2;

половина этой величины (х~ — оЛ удовлетворительно согла-

\ 2 у



суется с величиной критических напряжений сдвига в базисной плоскости в монокристаллах технической чистоты [8].

Примеси должны оказывать

слабое влияние на величину Ку

и более сильное — на величину

а*. У горячепрессованного метал­

ла изменение о\- оказывается большим, чем у деформированного

(см. кривые

2 и б, а также

3

и 7 на рис. 5.1). Этот результат

согласуется

с фактом

более

сильного влияния примесей на

т (оооі) п о сравнению с

т ( ] о Т

о ) .

 

Влияние температуры на значение коэффициентов уравнения Холла — Петча для бериллия изучено недостаточно. По данным Джекобсона [25], изменение температуры в пределах 173—373° К не приводит к изменению величины Ку независимо от характера

текстуры

металла.

 

Величина

о* уменьшается

с

ростом темпе­

ратуры,

причем

у

текстурированного

металла

это

уменьшение

менее резкое, чем

у

горячепрессованного.

По

нашим

данным,

полученным при исследовании бериллия высокой

степени

чи­

стоты с

относительно

слабой текстурой

[24], Ку

слабо

зависит

от

температуры

в

 

области

213—573 К,

а

а,

уменьшается

от

9 кГ/мм2

при 22° С до 2,3 кГ/мм2

при 250° С.

 

 

 

 

 

 

 

С другой стороны, по данным Аллена и Мура [16], получен­

ным при

растяжении

сравнительно

крупнозернистых листов,

а,-

возрастает с 2,2

до

6,5 кГ/мм2

при

повышении температуры

от

293 до 473° К, а

Ку

падает от

1,32 до 0,15

кГ/мм2,12.

Возрастание

а,- с температурой является необычным, и эти

результаты нуж­

даются в проверке.

Учитывая физическую

природу

а,-,

следует

ожидать, что эта величина в принципе должна

уменьшаться с

возрастанием температуры [33].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уменьшение а, и постоянство Ку при увеличении температу­

ры

характерно

для

 

некоторых

металлов

с

о. ц. к.-структурой

[34,

35]. Однако

у M g

величина

Ку довольно резко уменьшается

с повышением

температуры

[36]. В

соответствии

с

представле­

ниями Коттрелла о блокировке

дислокаций

Ку

должна

зависеть

от температуры и скорости деформации. С другой стороны, Кон­ рад [37] считает, что величина Ку не должна зависеть от темпе­ ратуры в случае, когда критические напряжения сдвига опре­ деляются напряжениями Пайерлса — Набарро.

Если предположить, что макроскопическое течение происхо­ дит, когда концентрация напряжений у границ зерен достигает величины т к р , необходимой для распространения скольжения в соседнее зерно, можно в соответствии с моделью Коттрелла пе­ реписать уравнение (5.3) в виде

 

 

 

 

 

 

(5.6)

Считая

р = 16,4-10и дин/см2,

6 = 2,29 - Ю - 8 см,

для бе­

риллия

с произвольной ориентацией

зерен

можно

получить

т к р = 380

кГ1мм2~О/40

[14]. Для

текстурированного

бериллия

т к р = 1 6 0

Kr/MM2~G/\00.

Приняв

во

внимание

высокие значе-