Файл: Копецкий, Ч. В. Структура и свойства тугоплавких металлов.pdf

большой низкотемпературной пластичностью. Сведений об их низкотемпературной хрупкости ,в литературе нет. Введение 10% W ,в тантал не вызывает заметного ох­ рупчивания. Хрупкость .в сплавах тантала с вольфрамом

Сплав с 2% Th02 и 5% Re имел температуру перехода около 130°С [140].

Влияние скорости деформации

Внешние факторы, такие .как скорость деформации, тип .нагружения, геометрия образца и состояние поверх­ ности, также существенно сказываются на характере разрушения тугоплавких о. ц. к. металлов. В первую очередь это относится к металлам VIA группы, более склонным к хрупкому разрушению.

Как уже отмечалось, напряжение, при котором про­ исходит хрупкое разрушение, с понижением температу­ ры изменяется мало. Также незначительно и влияние скорости деформации на напряжение хрупкого разруше­ ния. В то же время скорость деформации существенно сказывается на пределе текучести и напряжении тече­ ния о. ц.к. металлов. С повышением скорости деформа­ ции верхний и нижний пределы текучести и .напряжения течения о.ц.к. металлов увеличиваются. При определен­ ных значениях скорости деформации эти напряжения могут превысить напряжения хрупкого разрушения, что вызовет хрупкое разрушение материала. Тем самым скорость деформации через влияние на предел текуче­ сти и напряжение течения оказывается на температуре перехода. Возрастание скорости деформации повышает температуру перехода независимо от состояния метал­ ла и типа испытания.

Как показано в работе [63], температура перехода связана со скоростью деформации е соотношением

4 ~ = А - В lg ё,

1хр где А и В — параметры материала, не зависящие от

скорости деформации.

Н2

при кручении—около 26°С, а при сжатии — ниже ком­ натной температуры. Испытание образцов молибдена на кручение с малой скоростью показало температуру перехода около —196°С [40, с. 68—112].

Влияние состояния поверхности

На температуру перехода металлов VI группы и их сплавов сильно влияют состояние поверхности и способ

ееобработки. Особенно большое значение имеет

состояние поверхности при испытании на изгиб, так как в этом случае максимальные нормальные напряже­ ния действуют на внешней поверхности образца. Так, электролитическая полировка и химическое травление хрома снижают Тхр образцов как в деформированном, так и в рекристаллизованном состояниях на 350 град

[40, с. 68—112].

Температура перехода Гхр хрома в случае электро­ полированной поверхности с шероховатостью 5 мкм со­

затем окисленные прутки вольфрама имели температу­ ру перехода 300—320°С, в то время как прутки со шли­ фованной поверхностью — около 400°С. Снятие травле­ нием с поверхности листов сплава Мо—0,5 Ті слоя тол­ щиной 0,2 мм снижает температуру перехода при испы­ тании на изгиб с 204 до 65°С. В этом случае хрупкость снижалась за счет уменьшения шероховатости и вслед­ ствие удаления поверхностных загрязнений.

В работе Амоненко В. М. и др. [74] поверхность отожженных плоских молибденовых образцов марки М.Ч обрабатывали разным способом— электрополиров­ кой, травлением с последующим нанесением царапин, травлением с последующим нанесением покрытия из титана, травлением с нанесением царапин и последую­ щих покрытий из титана. Толщина титановых покрытий составляла 2 мкм. Нанесение поверхностных дефектов снижало прочность и пластичность, что проявлялось наиболее сильно при низких температурах. Титановые покрытия нейтрализовали вредное действие поверхност­

114

ных дефектов — образцы с поверхностными дефектами без покрытий при —60°С разрушались хрупко, а такие же образцы с покрытием из титана толщиной 2 мкм по­ казали при той же температуре вязкое разрушение.

Трещины, надрезы, риски, шероховатости и другие дефекты на поверхности образцов ведут к локальной концентрации напряжений, что способствует хрупкому разрушению и снижению температуры перехода. При испытании на растяжение надрез на поверхности приво­ дит к повышению температуры перехода для молибдено­ вых образцов на 75—100 и для вольфрамовых на 100—200 град. Тантал оказывается нечувствительным к надрезу до —250°С, а у ниобия повышение Тхп при введении надреза при температурах около —250°С не превышает 20—25 град [40, с. 68—112]. Надрез в образцах вызыва­ ет возникновение напряженного состояния трехосного растяжения и повышает скорость деформации в локали­ зованном. участке, что способствует хрупкому разруше­ нию.

Е. М. Савицким [17] отмечается сильное влияние схемы напряженного состояния на пластичность о. ц. к. металлов. Наиболее благоприятной для пластической деформации признается схема всестороннего неравно­ мерного сжатия, а наименее благоприятной, наиболее способствующей хрупкому разрушению, — схема объем­ ного растяжения.

Относительное удлинение проволок из тугоплавких металлов VI группы может быть повышено, если их по­ местить в более пластичную металлическую матрицу и деформировать совместно с ней. Нами показано, что при деформации композита, представляющего собой никель, армированный нитями вольфрама, относитель­ ное удлинение последних оказывается существенно вы­ ше, чем в случае испытания таких же нитей вне матри­ цы [75]. Как показано на рис. 50 [75], относительное удлинение вольфрамовой проволоки при ее деформации в никелевой матрице, когда объемная доля волокна до­ стигает 12—<15%, при температуре 20СГС достигает 30%. Деформация одного изолированного волокна пои той же температуре без матрицы дала значения 6=5% . Этот эффект наблюдается при условиях, когда армирѵюшее волокно в исходном состоянии обладает неко­ торой пластичностью. Повышение объемной доли во-

115

локна уменьшает эффект действия матрицы. Этот эф­ фект связан с благоприятной схемой напряженного со­ стояния при деформации волокна в матрице в начале образования шейки.

Г л а в а IV

ВОЗВРАТ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

Холодная деформация ведет к изменению структуры металла. В процессе деформации в металле накапли­ ваются дефекты — точечные дефекты, дислокации, по­ верхностные и объемные дефекты, что вызывает рост его свободной энергии. Накопленная энергия определяет нет стабильное состояние - -деформированного металла по сравнению с недеформированным. Видоизменение струк­ туры металла при деформации сопровождается измене­ нием его механических и физических свойств. В резуль­ тате нагрева деформированного металла происходят термоактивационные процессы, которые возвращают структуру к виду, характерному для недеформированно-- го состояния, а свойства к значениям, наблюдавшимся до деформации или близким к ним. Эти процессы, есте­

116