Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Следует подчеркнуть, однако, что использованное в этих ранних экспериментах железо было не высокой степени чистоты, особенно в отношении таких примесей внедрения, как углерод, азот и кислород. Имеется также то усложняющее обстоятельство, что при низких температурах деформации происходит также двойникование: узкие двойники, часто называемые поло-
7*
too
Глава 4
сами Неймана, сопровождают полосы скольжения (гл. 8). Недавние работы указывают на то, что при низких температурах и высоких скоростях деформации скольжение в железе ограничивается плоскостями {110}, но при комнатной и более высокой температуре преобладает карандашное скольжение [53, 54].
Андраде и др. [55] исследовали монокристаллы о. ц. к. щелочных металлов натрия и калия, а также железа и молибдена и нашли, что тип действующей плоскости скольжения зависит от температуры деформации. При низких температурах Преобладают плоскости {112}, тогда как при промежуточных температурах действуют плоскости {НО}, а при повышенных температурах в деформации принимают участие плоскости {123}, но направлением скольжения всегда остается <111).
В последние годы внимание исследователей было также обращено на тугоплавкие о. ц. к. металлы: ниобий, тантал, вольфрам и молибден, которые позволяют проводить исследования в широкой температурной области, однако свойства этих металлов, так же как свойства железа, чувствительны к наличию примесей внедрения. Маддин и Чен [56] обнаружили, что в кристаллах молибдена и ниобия скольжение идет обычно по системе {110} <111); это подтвердили Митчелл и др. [57], использовавшие кристаллы ниобия, выращенные путем электроннолучевой зонной плавки. Подобный метод был использован для приготовления кристаллов тантала, которые при деформировании сжатием обнаруживали скольжение как по системе {110} (111), так и по системе {112} <111) [58].
Подводя итог, можно сказать, что в о. ц. к. металлах при низких и умеренных температурах имеется тенденция к скольжению по системе {110} (111), но при более высоких температурах могут действовать плоскости с более высокими индексами и условия для карандашного скольжения более благоприятны. Поведение металла, вероятно, сложнее, когда вид деформации не простой, например в поликристаллических агрегатах.
2, Геометрические аспекты скольжения в объемноцеитрироваиных
кубических металлах
Для описания поворота осей во время скольжения сделаем упрощенное предположение, согласно которому скольжение полностью происходит по плоскостям {110} в направлениях (111). На фиг. 4.24 показан поворот,
їоо
Фиг. 4.24. Поворот оси растяжения образца во время деформации о. ц. к. металла.
Деформация металлических кристаллов
101
который имеет место, когда кристалл деформирован растяжением и сколь-
(011) [111] 60
Ось растяжения движется
жение идет по первичной системе вдоль большого круга к направлению скольжения [111] до тех пор, пока не достигается граница [001] — [101], после чего, кроме первичной системы, действует сопряженная система (011) [111] н ось растяжения движется вдоль симметричной границы к [1011.
3. Напряжение течения
В противоположность гране-центрированным кубическим металлам напряжения течения, или критические приведенные напряжения сдвига, объемноцентриро-ванных кубических монокристаллов заметно зависят от температуры, особенно при низких температурах. На фиг. 4.25 показана температурная зависимость напряжений течения трех групп кристаллов железа [59]. Температурная чувствительность напряжений течения о. ц. к.
-zoo
~юо
Температура "С
Фиг. 4.25. Температурная зависимость напряжений течения кристаллов чистого железа трех групп [59].
I-
Число проходов зоны
/00 200 300
Температура»К
4VO
Фиг. 4.26. Влияние температуры и степени чистоты на критическое приведенное напряжение сдвига кристаллов молибдена [61].
кристаллов объяснялась, с одной стороны, наличием примесей внедрения, а с другой — температурно-зависимыми силами Пайерлса — Набарро..
102
Глава 4
Поскольку снизить содержание примесей внедрения до уровня, соответствующего редкому расположению их вдоль дислокаций, очень трудно, сделать сколько-нибудь определенный выбор между двумя этими возможностями нельзя. Однако при исследовании высокочистого железа, содержащего 10"7 ат.% углерода, было установлено [60], что при достижении такого содержания примесей напряжение течения становится очень низким, но все еще имеется существенная температурная зависимость напряжения течения, которая должна вызываться силами Пайерлса — Набарро [96].
Температурная зависимость напряжения течения кристаллов молибдена исследовалась как функция числа проходов при зонной очистке [61]. Результаты (фиг. 4.26) показывают, что температурная зависимость уменьшается с увеличением степени чистоты, но при содержании примесей порядка 10—20 частей на миллион (10~3 — 2-Ю"3 ат.%) температурная зависимость остается все еще существенной.
Конрад [8] исследовал следующие возможные дислокационные, механизмы, которые могли бы объяснить сильную температурную зависимость напряжения течения:
