книги / Физическая природа пластической деформации

Экспериментальное подтверждение теоретической модели сви­ детельствовало бы также о дислокационной природе образования двойника, поскольку до настоящего времени двойникующие дисло­ кации в металлах не удалось наблюдать. При рассмотрении вопроса о равновесной форме тонкого клиновидного двойника была уста­ новлена следующая связь между равновесной плотностью двойникующих дислокаций в двойнике и его формой (следуя авторам [8,9], обозначим плотность дислокаций вдоль длины двойника, сов­ падающей с направлением х, через р (*)):

1) если конец двойника свободен и при росте в глубь кристалла

2) если прорастающий в глубь кристалла двойник останавлива­ ется у жесткого стопора, то при л* = Lp (х) = со и угол раствора двойника равен 180°; в этом случае профиль кончика двойника

Это позволяет путем экспериментального изучения геометрии двойника получить сведения о распределении двойникующих дис­ локаций вдоль двойника и, таким образом, делает возможным экс­ периментальную проверку теоретических результатов. Опыты про­ водились на монокристаллических образцах висмута при комнатной температуре на установке, показанной на рис. 1. Схема дефор­ мирования была несколько видоизменена — образец свободно уста­ навливался на деформационной машине, а не зажимался консольно, как в случае [13]. Необходимость наблюдения через дьюар также устранялась, поскольку опыты проводились при комнатной температуре.

Экспериментальное изучение геометрии двойниковых прослоек, прорастающих в глубь кристалла, позволяет сделать ряд выводов о равновесной форме двойника.

9.К о с е в и ч А. М.— ФТТ, 1961, 3, 3264.

10.Г а р б е р Р. И.— ДАН СССР, 1938, 21, 223.

11.Г а р б е р Р. И.— ЖЭТФ, 1947, 17,48.

О КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ И УСЛОВИЯМИ СЛУЖБЫ МЕТАЛЛА

Г. Я ■Козырский, Г. А. Петрунин.

D работах [1,2] установлена зависимость оптимальных степеней преддеформации от условий ис­ пытания металла на ползучесть. Оптимальные степени преддефор­ мации при создании субструктур, обеспечивающих улучшение ха­ рактеристик ползучести, определялись по кривым зависимости дол­ говечности и скорости ползучести от степени преддеформации. В [1, 2] было показано, что для каждой температуры испытания существует своя оптимальная степень предварительной деформации и что с повышением температуры испытания степень оптимальной преддеформации уменьшается.

В настоящей работе была поставлена задача: выяснить физи­ ческую природу указанной зависимости, особенности структур с повышенным сопротивлением ползучести и установить корреля­ цию между характеристиками упрочненной структуры и условиями

где /б размер блока; /ф— размер фрагмента; б0.ф — общий угол разориентировки блоков цнутри фрагмента. В табл. 2 приведены результаты измерений и вычислений, характеризующие состояние оптимальных структур для трех температур: 550, 700 и 900° С. В соответствующих столбцах указаны размеры зерен /3, фрагмен­ тов /ф и /б блоков, общие разориентировки материалов внутри зе­ рен б0.з и внутри фрагментов б0.ф, средние углы разориентировки меж­ ду фрагментами в зернах бф и между блоками во фрагментах бб. В последнем столбце приведены подсчитанные значения средней

В работе [7] было показано, что большую часть скрытой энер­ гии наклепа составляет поверхностная энергия субграниц. Экспери­ ментальные данные, полученные Мичеллом [8], Мичеллом и Хейгом [9] на никелевых опилках, также позволяют утверждать, что основ­ ная доля скрытой энергии наклепа связана с границами субзерен. На основании их данных, приближенное значение энергии мало­ угольной границы должно составлять около 300 эрг!см2 [10]. По таб­ личным данным о размерах элементов субструктуры и их разориентировках, а также по значениям удельной поверхностной энергии для малоугольных границ никеля [10] были подсчитаны значения скрытой энергии наклепа, которые и приведены в табл. 2. В нашем случае, когда после преддеформации был проведен отжиг образцов, выделилась скрытая энергия, связанная с упругой деформацией и вакансиями. Произошло также уменьшение скрытой энергии, связанной с границами, за счет роста фрагментов и блоков при отжи­ ге. Указанными изменениями в структуре и объясняются неболь­ шие значения скрытой энергии, сохранившейся в металле.

Рентгеновские исследования показали, что при ползучести ни­ келевых образцов, предварительно растянутых до оптимальной сте­ пени, характеристики субструктуры изменялись очень незначи­ тельно. Рефлексы на рентгенограммах изменялись очень мало как в радиальном направлении, так и вдоль дуги дебаевского круга.

Это свидетельствует о том, что размеры элементов субструктуры и их разориентировка менялись незначительно. Полученные выво­ ды были подтверждены и рентгенограммами, снятыми на цилиндри­ ческую пленку. Это и естественно, так как скорость ползучести

никеля при таких обработках была минимальной. Последнее хооо- шо видно из рис. 1. н

Паркер и Уошберн [11] обратили внимание на то, что форму кривой ползучести можно регулировать степенью развития суб­

(или оптимальных) структур и об их зависимости от условий служ­ бы металла. С повышением температуры эксплуатации металла, как видно из таблицы, размер элементов субструктуры (фрагмен­ тов и блоков) увеличивается, средний угол разориентировки между фрагментами и блоками также растет, хотя общие углы разориен­ тировки элементов структуры внутри зерен меньше в металле, пред­ назначенном для эксплуатации при более высоких температурах. При отжиге после преддеформации происходит рост элементов суб­ структуры и увеличение углов разориентировок между соседними элементами, хотя общие углы разориентировок материала внутри зерен остаются при этом неизменными. Чем выше температура отжига, тем эти изменения сильнее. Повышение температуры от­ жига не только приводит к увеличению углов малоугольных гра­ ниц, но и делает их более резкими, и тем самым укрепляет непро­ ходимость для краевых дислокаций.

Оптимальные структуры отличаются не только размерами эле­ ментов и их разориентировкой, но и величиной энергии, накоп­ ленной в субграницах. Из табл. 2 видно, что чем выше температура