книги / Физическая природа пластической деформации

из этого рисунка, начиная со значений rf—‘/2=2,3 зависимость проч­ ности от размера зерна становится менее резкой, хотя линейный закон в выбранных координатах сохраняется.

На рис. 2 представлены микрофотографии образцов № 16—18, 20, снятые вблизи места разрушения. В образцах № 16, 17 пласти­

фракций наблюдаются свои эпицентры разрушения, т. е. места, откуда веером расходятся ступеньки скола. Наличие линий «ру­ чеистого узора» свидетельствует о том, что разрушению предшест-

* По всей плоскости продольного шлифа можно обнаружить лишь несколько зерен, содержащих двойники деформации. Эти «случайные» двойники не будут оказывать существенное влияние на процесс разрушения, тем более что непо­ средственно у места разрушения двойники не обнаруживаются.

вовала некоторая пластическая деформация. Подобная картина фракционного разрушения наблюдалась также на монокристаллах железа [3] и вольфрама [4] при низкой температуре испытания. Цапфе и Мур [5] высказали предположение, что образование мел­ ких фракций является результатом скола материала по плоскостям куба. Однако в работе [3] фракционный характер поверхности разрушения связывается с двойниками деформации.

Подобный вид поверхности разрушения свойственен крупно­ зернистым образцам (d-1/2< 2,3). В переходной области (образец № 18) на поверхности скола, прошедшей через все зерно, кроме сложного «ручеистого узора», наблюдаются выходы поперечных трещин (рис. 3, б).

Мелкозернистые образцы на поверхности разрушения отдель­ ных зерен обнаруживают блестящие участки скола и изрезанные ступеньками участки вязкого разрушения (рис. 3, в).

Степень пластической деформации резко увеличивается при умень­ шении величины зерна [21, что согласуется и с увеличением разры­ ва (см. рис. 1) между пределом текучести и истинным разрушаю­ щим напряжением, соответствующим упрочнению в результате пластической деформации.

Таким образом, с уменьшением размера зерна увеличивается сопротивление зарождению трещин и, в соответствии с данными работы [6], понижается скорость их распространения. Разруше­ ние мелкозернистых образцов является типично вязким разру­ шением, пластическая деформация, предшествующая разрушению, развивается путем скольжения.

В крупнозернистых образцах нами неоднократно отмечалось распространение трещин (магистральных или боковых ответвлений) по плоскости раздела двойник — матрица. На рис. 4 приведен при­ мер подобного развития трещин. Снимок сделан у места разруше­ ния образца и иллюстрирует распространение боковых трещин вдоль двойников. Это хорошо согласуется с данными [7], где на­ блюдалось образование микротрещин на границе двойник — мат­ рица у образцов железа и кремнистого железа, подвергнутых на­ гружению до двойникования, но не доведенных до разрушения.

Возникновение трещин скола по плоскостям семейства (100), наблюдаемое, например, на рис. 3, а, также могло произойти вслед­ ствие деформации двойникованием при встрече растущего двойника с препятствием (границей зерна, двойником) по механизму, предло­ женному в работах [8, 9].

Резюмируя экспериментальные данные, можно сказать, что при испытании армко-железа в области низких температур с увеличе­

6.Ф р и д е л ь Ж- Атомный механизм разрушения. Металлургиздат, М., 1963, 504.

7.Л о у Д ж. Р. — В кн.: Атомный механизм разрушения. Металлургиздат,

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОТНОСТИ ДЕФОРМИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

В. Н. Гриднев, В. Г Гаврилюк, /О. Я. Мешков

ний м атериала и от п рои сходящ и х в нем превращ ений. В частности,

К оличественная оценка прироста единицы объема металла 6V от по­ явления в нем р линейны х дислокаций единичной длины, исходя

из данных [2], приводит к выражению 61/ = 62р,

где Ь — вектор Бюргерса.

Интересно проследить за основными закономерностями изме­ нения удельного объема металла по мере увеличения степени де­ формации, поскольку в литературе по этому вопросу приведены лишь отдельные отрывочные сведения [5, б, 14].

Рис. 1. Изменение удельного объема электронормализованной стали У8 при волочении:

/ — заготовка диаметром_2,5 мм; 2 — заготовка диаметром 6 мм.

Задача настоящего исследования — установление связи между степенью деформации и приростом объема, выяснение роли струк­ турных особенностей сплава (размера зерна, наличия частиц вто­ рой фазы, характера структуры двухфазного сплава) и влияния типа кристаллической решетки на изменение объема при деформации.

Материал и методика исследования. Исследовалась эвтектоидная сталь У8 марочного состава, чистое железо, а также электро­ технические медь и алюминий. Образцы деформировались холод­ ной протяжкой проволочных заготовок на волочильном стане. Удельный объем образцов определялся по методу тройного гйдро-

ной водой тщательно термостатировались при температуре 25° С. Абсолютная погрешность удельного объема не превышала

± 1 • 10~4см31г.

Образцы стали У8 подвергались различным видам термообра­ ботки для получения необходимой структуры: отжигу на грубо­ зернистый перлит, патентированию (изотермический распад пере­

рительно закаленной стали. Образцы из железной проволоки под­ вергались рекристаллизационному отжигу для выращивания зер­

удельного объема электронормализованной стали У8 при волоче­ нии проволоки из заготовки с исходным диаметром 6 и 2,5 мм. Видно, что удельный объем возрастает приблизительно линейно в зависимости от степени деформации, выражаемой через логарифм вытяжки (1п(х), причем наклеп образцов с исходной заготовкой диаметром 6 мм приводит к меньшему приросту удельного объема, чем наклеп с заготовкой диаметром 2,5 мм. В этом, по-видимому, сказывается действие масштабного фактора при волочении прово­ локи. Аналогичное изменение свойств наблюдалось в работе [5]. Общая величина изменения объема при степени деформации до 90% составляет около 0,5% и более.

Р о л ь и с х о д н о й с т р у к т у р ы в и з м е н е н и и о б ъ е м а п р и в о л о ч е н и и с т а л ь н о й п р о в о л о к и . На рис. 2 и 3 приведены характеристики изменения удельного объема холоднотянутой проволоки из заготовки с различной исход­ ной структурой. Сталь, содержащая цементит в мелкодисперсном виде — пластинчатом или зернистом, изменяет свой объем при воло­ чении практически одинаково. Проволока со структурой крупно­ зернистого цементита обнаруживает весьма резкое увеличение объ­ ема на первых этапах деформации, когда до обжатия 50% прирост дополнительного объема почти достигает максимального уровня. Столь сильное увеличение объема на проволоке со структурой гру­ бозернистого цементита наблюдалось ранее в работе [61 по данным дилатометрического анализа и гидростатического взвешивания.