ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 101
Скачиваний: 0
При |
низких температурах прочность |
повышается, |
достигая |
||||
рекордного |
для |
макроскопических |
образцов |
значения |
|||
~ 5 3 0 кГ/мм2 |
при |
4,2° К [12]. При Г>300°К, |
за исключением |
||||
данных |
Гарбера и др. [12], прочность |
меняется |
слабо, |
и на кри |
|||
вой а(Т) |
наблюдается плато (см. рис. |
1.16) [4, 5, 16—18, 38, 46]. |
|||||
Разрушение кристаллов при сжатии вдоль оси с проанализиро
вано в |
п. 3.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4.3. Пирамидальное |
скольжение в бериллии. |
В металлах |
|||||||
с г. п. у.-структурой |
возможны |
две |
системы |
|
пирамидального |
||||
скольжения (см. п. 4.1): с вектором |
Бюргерса, |
лежащим |
в пло |
||||||
скости |
базиса, { 1 0 |
П } < 1 |
1 2 0 > , и с небазисным |
вектором |
Бюр |
||||
герса, |
{1122} < 1123>. В |
опытах |
по |
сжатию |
кристаллов |
вдоль |
|||
оси с обычно ставится цель изучить |
второй |
вид |
деформации. |
||||||
Скольжение в системе {1011} < 1 1 2 0 > при этом должно |
отсут |
||||||||
ствовать, так как компонента напряжений вдоль оси а равна нулю. Возможно, этот вид деформации иногда реализуется при сжатии кристаллов вдоль оси с при повышенных темпе ратурах (см. п. 1.4.5 и 1.4.7).
Результаты исследований пирамидального скольжения в бе риллии противоречивы. Одна из возможных причин несоответ ствия результатов разных работ состоит в зависимости прочно сти при пирамидальном скольжении от содержания примесей, которое в разных работах менялось в значительных пределах. Однако даже с учетом этого фактора остаются некоторые неяс ности при сопоставлении экспериментальных данных (табл. 1.10).
|
|
|
|
|
t а б л и ц а |
1.10 |
||
Результаты исследования |
кристаллов |
бериллия при |
сжатии вдоль оси с |
|
|
|||
|
Темпера |
Характеристика д е |
|
|
|
|||
Характеристика |
формации, предпола |
|
Литера |
|||||
тура ПСПЫ- |
Примечание |
|||||||
образцов |
гаема» |
система с к о л ь |
|
тура |
||||
|
таинії, |
°K |
|
жения |
|
|
|
|
~ 9 9 , 8 % Be
- 9 8 , 9 % Be
« 9 9 , 9 % Be
9 9 , 8 5 % Be
99,85% Be
99,97% Be
< 7 7 3 |
Хрупкое |
|
разруше |
Чистота |
|
бериллия |
[5] |
|||||||
|
|
ние |
без |
деформа |
завышена |
|
|
|
||||||
|
|
ции |
при |
кГ/мм"- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
а а . и |
|
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
773—1273 |
Пластнческая |
де |
Гипотетическое |
на |
[6] |
|||||||||
|
|
формация |
при |
правление |
сколь |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
Г = 1073-И 273 "К |
жения |
< 1 1 2 1 > |
|
|||||||||
4,2—873 |
Пластическая |
де |
=4112.1} |
= |
кГ/мм* |
[7, 12] |
||||||||
|
|
формация |
|
увели |
= |
112 |
|
|
||||||
|
|
чивается |
с |
ростом |
(500 °К), |
|
|
|
||||||
|
|
температуры (см. |
50,4 |
кГ/мм2 |
|
|
||||||||
|
|
табл. |
1.9) |
|
(900 °К) |
|
|
|
|
|||||
> 5 0 0 |
{1124} < |
1123 > (?) *, |
Сообщение о |
пира |
|
|||||||||
|
|
{1122} < 1 1 2 3 > , |
мидальном |
сколь |
|
|||||||||
|
|
|
( Ю Н ) |
|
жении |
при |
293°К |
|
||||||
|
|
|
|
ненадежно |
[12] |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
468—553 |
{10ТI} |
|
< П 2 3 > |
o" ~ |
28,3 |
|
кГ/лш* |
[64] |
||||||
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
(468°К) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
72 кГ/мм* (483°К) |
|
||||||
453, |
473 |
{1125) |
|
|
|
|
Значительный |
|
раз |
[28] |
||||
525, |
618 |
(1124) |
|
|
|
|
брос |
значений |
as |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
и |
температур, |
со |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
ответствующих |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
появлению |
линий |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
скольжения |
|
|
|
||||
99—99,999% Be |
493—973 |
(0001) < 1 1 2 0 > , |
|
Скольжение |
{1122) |
[16—18] |
|||||
( 6 = 4 н-3300) |
|
{101л:} |
< 1 1 2 0 > , |
< 1 1 2 3 > не |
наб |
|
|||||
|
|
|
двойникование |
|
людалось, |
следы |
|
||||
|
|
|
{10Ї2} |
|
|
скольжения |
в |
си |
|
||
|
|
|
|
|
|
стеме |
{lOLv} |
|
|
||
Be (б я |
400) |
293 |
Упругая |
деформа |
Разрушение |
при |
121. |
||||
|
|
|
ция |
|
|
о в |
= |
120 -4- |
|
|
63—67] |
|
|
|
|
|
|
-ь |
135 кГ/мм* |
|
|||
|
|
473—673 |
(0001) < 1 1 2 0 > |
|
Извилистые |
линии |
|
||||
|
|
|
|
|
|
скольжения |
|
|
|
||
|
|
673—873 |
(0001) < П 2 0 > |
и Ползучесть |
|
|
|
||||
|
|
|
{101л:} |
< 1 1 2 0 > |
|
|
|
|
|
|
|
9 9 , 9 9 % |
Be |
293 |
Небольшая |
пласти |
Системы скольжения |
[26] |
|||||
(6 « |
330) |
|
ческая |
деформа |
не |
|
определены, |
|
|||
|
|
|
ция |
|
|
двойникование |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. 1.10 |
|
|
|
Темпера |
Характеристика д е |
|
Литера |
|||
Характеристика |
формации, |
предпола |
Примечание |
|||||
образцов |
тура пспы- |
гаемая система сколь |
тура |
|||||
|
|
таїшії, |
°І< |
жения |
|
|
|
|
Be SR-Пешиие |
77—682 |
Упругая |
деформа |
|
[36, |
38, |
||
|
|
|
|
ції я |
|
|
39, |
68, |
> 99,999% |
Be І |
293—633 |
(1122) < 1 1 2 3 > |
См. табл. 1.11 |
69] |
|
||
B e — 4 , 3 7 % |
Си |
|
|
|||||
Be—5,2496 |
N i J |
|
|
|
|
|
|
|
• Направление |
< 1 1 2 3 > не |
л е ж и т в плоскости { I 1 2 4 } . |
|
|
||||
Ли и Брик [5] при сжатии кристаллов вдоль оси с при темпе ратурах до 770° К обнаружили хрупкое разрушение кристаллов без заметной пластической деформации при напряжениях 150—
200 кГ/мм2. |
Туэр |
и |
Кауфманн [6] заметили, что кристаллы, |
сжимаемые |
вдоль |
оси |
с при 970—1270° К, однородно деформи |
ровались, принимая бочкообразную форму. Напряжение пласти ческого течения изменялось от 4,7 до 2 кГ/мм2 в области темпе ратур 1070—1270° К- Потемнение поверхности кристаллов не по зволило обнаружить линий скольжения. Поэтому авторы огра ничились предположением, согласно которому деформация свя
зана с |
пирамидальным скольжением в направлении, отличаю |
|||||
щемся |
от |
< 1 1 2 0 > , |
или |
с двойникованием в системах |
типа |
|
{112х}. Кроме того, |
было |
высказано предположение, |
что |
тем |
||
пература |
пластификации |
при сжатии кристаллов |
чистотой |
|||
~ 9 8 , 9 % вдоль оси с |
лежит между 773 и 973° К. В дальнейшем |
|||||
опыты по сжатию кристаллов бериллия вдоль оси с были про
должены в работах [7, 9—12, |
16—18, 21, 26, 28, 36, 46, 62—68] |
||
(см. табл. 1.10). При |
анализе |
этих результатов целесообразно |
|
разграничить области |
низких |
(вблизи комнатной), |
средних |
(470—670) и высоких |
( > 6 7 0 ° К ) температур. |
|
|
1.4.4. Пирамидальное скольжение {1122} < 1 1 2 3 > |
при ком |
||
натной температуре. Большинство исследователей, |
изучавших |
||
сжатие кристаллов бериллия технической чистоты вдоль оси с, считают, _что пирамидальное скольжение в системе {1122}<1123> при комнатной температуре отсутствует: линии
скольжения не наблюдаются, пластическая |
деформация близка |
||
к нулю [16—18, 38, 46, 63, 68]. Испытание |
монокристаллов чи |
||
стым срезом вдоль |
плоскостей {10Ї0} и |
{1120} также не по |
|
зволило |
обнаружить |
скольжения дислокаций с небазисным |
|
вектором |
Бюргерса [46]. |
|
|
Однако, при увеличении чистоты кристаллов и при легирова нии чистых кристаллов медью и никелем возможно изменение характера разрушения и появление линий пирамидального
скольжения [36—39, 68—70]. При сжатии кристаллов ультра высокой чистоты, полученных сочетанием вакуумной дистилля
ции п зонной плавки, |
наблюдается небольшая ( ~ 0 , 0 2 % ) пла |
стическая деформация |
за счет пирамидального скольжения |
[39, 69]. Хотя некоторые кристаллы высокой чистоты и разру шаются без заметной деформации (ех ,< 1 0 - 4 % ) , однако вблизи поверхности разрушения у них иногда наблюдаются отдельные липни пирамидального скольжения. Предшествует ли пирами дальное скольжение разрушению или возникает после пего, ие установлено [39, 68]. Линии пирамидального скольжения наблю даются также при испытаниях кристаллов бериллия высокой чистоты на изгиб [70]. В этом случае отдельные следы скбльження имеются при температурах ниже комнатной.
Даже в кристаллах сверхвысокой чистоты пирамидальное скольжение развито слабо Линии скольжения {1122}<1123> наблюдаются лишь у поверхности скола, и пластическая дефор мация незначительна. Скольжение усиливается в кристаллах,
легированных медью (4,37%) и никелем |
(5,24%). В |
кристаллах |
|||
сплавов пирамидальное скольжение |
при |
комнатной |
темпера |
||
туре обнаружено |
при сжатии и изгибе [39]. Линии скольжения |
||||
{1122}<1123> |
идентифицированы |
металлографически. |
Их |
||
плотность в кристаллах сплавов значительно выше, чем в сверх чистых кристаллах, в которых при комнатной температуре за мечены линии лишь одной из шести возможных систем сколь жения. Сдвиг на ступеньку в кристаллах сплавов равен 200— 500 А.
Напряжения течения сплавов сравнимы с разрушающими напряжениями в бериллии технической и высокой чистоты (см. табл. 1.9). Поэтому можно полагать, что легирование не столько облегчает пирамидальное скольжение, сколько способствует по вышению разрушающих напряжений. Величина напряжений те чения уменьшается с ростом температуры в области 297—473° К, но затем почти не меняется в области 473—637° К. Упрочнение сплавов практически не зависит от температуры. При всех тем пературах испытании сплавов на поверхности образцов наблю даются линии пирамидального скольжения. Увеличение пла стичности монокристаллов сплавов по сравнению с чистым ма териалом также является результатом повышения разрушающих напряжений, что, по-видимому, связано с изменением поверх ностной энергии бериллия при его легировании.
Исследование структурных изменений непосредственно в про цессе сжатия кристаллов чистотой 99,6%, выполненное нами на специально сконструированной для этой цели рентгеновской ка мере [71], показало, что при напряжениях менее 60 кГ/мм2 ка-
1 Отметим, что |
в отличие от Дамиано, Лондона |
и др. [39, 46, |
68, 69] |
Кауфман с сотр. [16—18] не обнаружили его даже в |
кристаллах с |
относи |
|
тельным остаточным |
сопротивлением ~ 3 3 0 0 . |
|
|
кие-лнбо изменения на рентгенограммах отсутствуют [62]. При дальнейшем увеличении нагрузки происходит разбиение рефлек сов, соответствующее слабой фрагментации и блокообразованию. Этот процесс прогрессирует с возрастанием нагрузки. Вплоть до разрушения кристаллов не наблюдалось никаких эф фектов сдвиговой пластической деформации даже в том случае,
когда |
при съемке |
последней рентгенограммы |
образец |
разру |
||
шался |
в процессе |
экспозиции. |
|
|
|
|
Отжиг монокристаллов |
чистотой ~ 9 9 , 6 % |
при 673° К под |
||||
плавно |
[~0,2 кГ/(мм2-ч)] |
возрастающей до |
10 |
кГ/мм2 |
нагруз |
|
кой, приложенной вдоль оси [1010], приводит к понижению раз
рушающих |
напряжений |
при |
последующем |
сжатии |
кристаллов |
|||
в направлении главной |
оси |
при |
комнатной |
температуре |
[31]. |
|||
1.4.5. Пирамидальное |
скольжение {1122} |
< 1 1 2 3 > |
в |
области |
||||
температур |
470—670° К. Пирамидальное скольжение |
в |
области |
|||||
средних температур обнаружено |
и исследовано в работах |
[12, |
||||||
28, 36, 38, 64, 68, 72]. Наиболее достоверными, на наш взгляд,
являются результаты Лондона |
и Дамиано, |
полученные |
при |
||
сжатии кристаллов сверхчистого |
бериллия |
и |
сплавов Be — Си |
||
и |
Be — N i [36, 38, 68]. С другой |
стороны, |
в работах Ле |
Азифа |
|
и |
Дюпуи [63, 66, 67], а также Кауфмана и |
др. [16—18] при сжа |
|||
тии кристаллов бериллия вдоль оси с следов скольжения с не
базисным вектором Бюргерса и дислокаций типа с + а |
не уда |
лось обнаружить вплоть до 870° К. Если результаты Ле |
Азифа |
и Дюпуи в какой-то мере можно объяснить тем, что они исполь зовали кристаллы недостаточно высокой чистоты (~99,75% Be), выращенные методом Чохральского из Be SR-Пешине, то Кауф ман и другие испытывали кристаллы, полученные зонной плав
кой, которые имели относительное остаточное |
электросопротив |
||||||
ление 6 = 3300. |
Поэтому |
причина |
расхождения |
их |
результатов |
||
с результатами |
Лондона, |
Дамиано и др. [38, 68] не ясна. |
Сле |
||||
дует подчеркнуть, что пирамидальное скольжение |
наблюдалось |
||||||
лишь при испытании кристаллов |
повышенной (более 99,9% |
Be) |
|||||
чистоты. По-видимому, |
в |
кристаллах низкой |
чистоты |
пира |
|||
мидальное скольжение |
в |
этой |
области температур отсутст |
||||
вует. |
|
|
|
|
|
|
|
В работах [12, 28, 64] системы |
скольжения однозначно не оп |
||||||
ределены. Приводимые авторами этих работ индексы плоско
стей и направлений скольжения нуждаются |
в проверке. Гарбер |
||||||
и др. [12] считают, что пирамидальное скольжение при |
темпера |
||||||
турах |
500—900° К |
происходит_ преимущественно |
в |
плоскости |
|||
{1124}, |
а также в |
{1122} и |
{10І1}. Мур и др. в работах [64, 73] |
||||
сообщили о пирамидальном |
скольжении |
в |
системе |
{1011} с |
|||
предполагаемыми |
направлениями < 1 0 1 1 > |
или < 1 1 2 3 > , а в ра |
|||||
боте [28] фигурируют системы скольжения |
{1125} |
и {1124}. От |
|||||
мечается значительный разброс значений напряжения течения и пороговых температур начала скольжения. При анализе этих
