Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Размеры, форма кристалла и условия на поверхности. Было отмечено некоторое влияние размеров и формы кристалла на кривые напряжение — деформация на второй стадии, но эти эффекты малы по сравнению с теми, которые наблюдаются на первой стадии. Сузуки и др. [20] установили на меди, что для «мягких» кристаллов, т. е. с ориентировкой вблизи [011| или центра треугольника, размерного эффекта нет. Однако вблизи [001] существует определенное влияние размера кристалла: малые кристаллы упрочняются быстрее, чем большие. С другой стороны, Мак-Киннон (см. [6])
Деформация металлических кристаллов
89'
нашел, что кристаллы алюминия с большим путем скольжения упрочняются легче, чем кристаллы с малым путем скольжения.
Роль поверхностных пленок или электролитически осажденных слоев на второй стадии упрочнения также значительно меньше, чем на первой стадии; при испытании медных кристаллов не было обнаружено влияния электролитически осажденного слоя серебра на коэффициент 0ц, но после отжига, обусловившего протекание диффузии, коэффициент 0ц заметно уменьшился.
Микроструктура иа второй стадии. Во время второй стадии картина линий скольжения сильно зависит от ориентировки кристалла [6, 33], особенно если ось растяжения находится близко к симметричной границе стереографического треугольника, когда в дополнение к скольжению по первичной плоскости наблюдается скольжение по одной или большему числу вторичных плоскостей скольжения. Такие кристаллы всегда имеют более высокую скорость упрочнения, чем более «мягкие» кристаллы с осью растяжения вблизи угла [011] стандартного треугольника.
Гарстон и др. [18] нашли, что в медных кристаллах с «мягкой» ориентировкой скольжение по плоскости поперечного скольжения проявлялось на ограниченных участках вскоре после окончания легкого скольжения. С увеличением напряжения на второй стадии наблюдалось скольжение по нескольким вторичным системам {111}. Аналогичные наблюдения были сделаны Мак-Кииноиом [24] на кристаллах алюминия. В этом случае вторичное скольжение было мало, и следует подчеркнуть, что поворот оси растяжения во время деформации не приводил кристаллы близко к границе [001] — [111] треугольника.
Недавно с помощью электронной микроскопии было показано, что длина линий скольжения обратно пропорциональна сдвиговой деформации на второй стадии:
где L8 — длина линии скольжения на поверхности кристалла, на которую выходят краевые дислокации (т. е. L8 связана с длиной скольжения винтовых дислокаций), Л — константа, є — полная деформация и е' — деформация в конце первой стадии упрочнения. Данные измерений линий скольжения для меди, никеля и сплавов никель — кобальт, проведенных Мадером [34], Кронмюллером [35J и Пфаффом [36] и суммированное Митчеллом [5], приведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Измерения линий скольжения в г. ц. к. металлах (вторая стадия упрочнения)
Металл Температура, К л, 10-4 см Высота линии скольжения (в векторах Бюргерса) Металл Температура, К Л. 1 0-4 см Высота линии скольжения (в векторах Бюргерса)
Медь 293 4,0 20 Никель — 40% 293 6,5 25
Никель 90 5,9 31 кобальта
Никель — 20% 293 6,2 32 Никель — 50% 333 6,0 15
кобальта кобальта
Эти результаты показывают, что высота линии скольжения, рассчитанная из деформации и L8, почти постоянна и не зависит от деформации.
Методом ямок травления показано, что дислокационная картина, типичная для цервой стадии, все еще сохраняется ио крайней мере на ранней части второй стадии. Наблюдается грубая субструктура дислокаций, которая
'90
Глава 4
может быть прежде всего связана с наличием таких неоднородностей, как полосы деформации, но в меньшем масштабе имеются более сложные скопления дислокаций, лежащие приблизительно параллельно основной плоскости скольжения.
Исследования Хирша и Стидса [8, 94], проведенные методом тонких фольг, показали, что на второй стадии продолжается формирование дислокационной ячеистой структуры. В то время как на отдельных микрофотографиях структура может очень сильно различаться, просмотр большого числа участков вдоль действующей плоскости скольжения показывает, что имеются области, свободные от дислокаций, окруженные дислокационными
¦Ф и г. 4.14. Тонкий срез параллельно плоскости скольжения кристалла меди, деформированного на второй стадии (электронная микрофотография) [94].
сгущениями *), располагающимися преимущественно вдоль направлений типа (110) (фиг. 4.14). Дислокации первичной и вторичных систем можно различить путем выбора соответствующего дифракционного изображения в электронном микроскопе; с помощью этой методики выявлено, что диполи и краевые дислокации первичной системы скольжения являются характерными структурными образованиями, особенно в начале второй стадии, и они способствуют построению дислокационных стенок (фиг. 4.15, а). Однако при отрегулировании дифракционных условий таким образом, что первичные -дислокации становятся невидимыми, оказывается, что стенки также содержат дислокации других систем (фиг. 4.15, б) (дислокации леса)..
Зегер и др. [8] на кристаллах сплава никель — кобальт и меди также провели методом тонких фольг исследование сечений, параллельных и перпендикулярных первичной плоскости скольжения. Одной из главных установленных при этом особенностей было наличие вытянутых линейно конфигураций дислокаций, названных дислокационными «косами», поскольку они были расположены в основном в одном измерении, в противоположность плоским образованиям, лежащим по субграницам. При детальном исследовании оказалось, что «косы» состоят из множества малых дислокационных петель и малых диполей. Типичные размеры «кос»: диаметр 2—4 мкм и длина 15 мкм. Плотность и длина «кос» сравнимы с теми же параметрами линий скольжения, наблюдаемых на поверхности, и возможно, что они являются
