Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
В последнее время было проведено широкое изучение дислокаций в a-железе с использованием специальной темнопольной методики электронной микроскопии [95]. Этим способом было проведено большое число* определений векторов Бюргерса и установлено наличие ожидаемого типа дислокаций~а (111) (60%). Однако имелась также большая доля дислокаций типа а (100) (20%) и типа а (110) (20%); следовательно, реакция между дислокациями -~ а (111) с образованием дислокаций а (100) не является единственно возможным взаимодействием. Доля различных дислокаций оказалась относительно нечувствительной к температуре, скорости и величине деформации, а также к содержанию легирующих примесей 1J.
§ 3. Деформация кристаллов гексагональных металлов
Большое число металлов обладает гексагональной кристаллической структурой, однако детальные исследования пластической деформации на монокристаллах ограничиваются в основном цинком, кадмием и магнием. Несмотря на то что поведение этих металлов помогает выяснению принципиальных закономерностей, лежащих в основе поведения кристаллов-при деформации, не следует думать, что они типичны для всех гексагональных металлов. Отношение длин осей с/а в гексагональной структуре может существенно отличаться от значения 1,633, свойственного идеальной плотж>
г) Как было показано в работах [106*, 107*], приведенные здесь результаты определения векторов Бюргерса в железе были ошибочными вследствие неучета некоторых условий дифракционного контраста изображения. В действительности, по данным работы [107*],
\
доля дислокаций с векторами типа а (111), а <100) и я <110) составляет соответственно-примерно 94, 5 и 1%.— Прим. перев.
Деформация металлических кристаллов
105
упакованной решетке из твердых шаров; цинк и кадмий представляют собой предельные случаи, так как отношение длин осей у них 1,856 и 1,886 соответственно, тогда как для бериллия эта величина равна только 1,567. Такие изменения геометрии кристалла вызывают изменения относительной плотности упаковки различных кристаллических плоскостей, что в свою очередь влияет на характеристики скольжения при пластической деформации [99].
1. Отношение длин осей в гексагональной решетке
Важнейшие кристаллографические плоскости в гексагональной структуре показаны на фиг. 4.29. В идеальной плотно упакованной гексагональной структуре, образуемой при упаковке твердых шаров одинакового размера, базисная плоскость (0001) является наиболее плотно упакованной и решетка строится путем наложения друг на друга базисных плоскостей в порядке ABABAB . . ., где третий слой находится прямо над первым. Параметр с представляет собой расстояние между первым и третьим слоями, а параметр а — межатомное расстояние в базисной плоскости в любом из трех плотно упакованных направлений (1120). Ясно, что с отклонением отношения с/а от идеального значения относительная плотность упаковки кристаллических плоскостей изменяется. Например, с увеличением с/а расстояние между примыкающими базисными плоскостями, которые нормальны оси с, увеличивается, так что они оказываются относительно более плотно упакованными, чем плоскость другого типа, например плоскости призмы {1010}. Рассмотрение процесса деформации гексагональных металлов показывает, что, хотя скольжение по базисной плоскости является наиболее общим, в ряде металлов часто наблюдается скольжение как по призматическим плоскостям {1010}, так и по пирамидальным плоскостям типа {1011}. Эти возможные плоскости скольжения показаны на фиг. 4.29, где-можно видеть, что уменьшение отношения с/а приводит к возрастанию относительной атомной плотности в этих плоскостях и облегчению процесса скольжения по ним [67]. В табл. 4.3 приведены значения относительных плотностей упаковки в базисной, призматической и пирамидальной плоскостях
Таблица 4.3
Плотность упаковки по плоскостям для гексагональных металлов [67]
Металл с/а Плотность упаковки по Наблюдаемые плоскости скольжения в порядке легкости активации
(0001) {1010} {1011}
Кадмий Цинк Магний Титая 1,886 1,856 1,624 1,587 1,000 1,000 1,000 1,000 0,918 0,933 1,066 1,092 0,816 0,846 0,940 0,959 (0001) (1Ї00) (1011) (0001) (1Ї00) (1Ї22) (0001) (1011) (1100) (1100) (0001) (1011)
Фиг. 4.29. Кристаллографические плоскости в гексагональной плотно-упакованной структуре.
ABHG-плоскости призмы {10Го>, GHM-плоскости пирамиды {10H}, GHN — плоскости пирамиды {1012}, GIM — плоскости пирамиды {1121}, GlN — плоскости-пирамиды {1122}.
106
Глава 4
для некоторых гексагональных металлов с различным отношением с/а (плотность упаковки в базисной плоскости принята за единицу).
Между легкостью, с которой протекает скольжение по небазисным плоскостям, и значением отношения с!а для металла имеется определенная корреляция.
2. Кристаллография скольжения в гексагональных металлах [100]
Цинк и кадмий. Как видно из гл. 2, эти два металла в виде соответствующим образом ориентированных монокристаллов обычно деформируются почти исключительно по базисной плоскости в одном из плотно упакованных направлений (1120). Однако если базисная плоскость ориентирована неблагоприятно по отношению к оси растяжения, то действуют системы скольжения по небазисным плоскостям. В кристаллах цинка при ориентировке базисной плоскости параллельно оси растяжения при комнатной температуре происходит скольжение по пирамидальной системе {1122} (1123) [68]; однако критические напряжения сдвига для начала скольжения по этой системе находятся между 1000 и 1600 гс/мм2 по сравнению со значением 35 гс/мм2 для скольжения по базисной плоскости в кристаллах подобной степени чистоты. Пирамидальное скольжение по плоскостям {1011} наблюдалось при комнатной температуре в кадмии [69]. Призматическое скольжение по системе {1010} (1120) обнаружено в цинке и кадмии [70], и, по-видимому, оно ограничивается областью повышенных температур, тогда как пирамидальное скольжение обычно не наблюдается при этих условиях.
