Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Деформация металлических кристаллов
fill
/26
№
\ 98
S 70
56
э
* «2 I
§ 28 /4
ментами по влиянию на деформацию кристаллов поверхностных пленок типа окисных пленок или слоев покрытий. Например, скорость деформации кристалла цинка при постоянном напряжении сразу возрастает, если поверхностная окисная пленка быстро удаляется соляной кислотой [82]. В другой серии экспериментов скорость деформации быстро уменьшалась, когда на поверхность кристалла наносился тонкий слой меди, и снова возрастала, когда медь удалялась [83] (фиг. 4.33).
Баррет [84] деформировал скручиванием покрытые окисной пленкой кристаллы цинка и обнаружил, что при снятии напряжений обычно имело место некоторое раскручивание; однако если окисный слой удалялся перед разгруже-нием кристалла, то происходило дополнительное закручивание того же знака, что и при начальной деформации. Все эти эксперименты подтверждают точку зрения, согласно которой во время деформации на первой стадии дислокации в большом количестве выходят из кристаллов. Поверхностные пленки препятствуют этому процессу и приводят к образованию у границы раздела металл — окисел скоплений дислокаций, разряжающихся при удалении с поверхности пленки.
В общем первая стадия упрочнения простирается до деформаций сдвига от
100 до 200% в зависимости от ориентировки кристалла и природы металла. Последующие изменения скорости упрочнения хорошо иллюстрируются исследованиями на кристаллах цинка [85], деформированных при 294 К,.
-
—
О 0,10 0,20 0,30 OJ40 0,50 OJ50 0,70 Сдвиговая деформация
Фиг. 4.32. Кривые напряжение сдвига — сдвиговая деформация кристаллов цинка, подвергнутых испытаниям на сдвиг [80].
1 — почти совершенный кристалл (двойное скольжение); 2 — кристалл с субструктурой; з — почти совершенный кристалл (простое скольжение).
OjOZO
O?/5
O?/O
0,005
— Нанесение
_ Удаление X
^^~Нанесение
sf* о-^Л^- Нанесен це Удаление
Удаление
— oo —<?L Нанесение
^ Удаление
Нанесение меди iii! !iii
20
40
7 80
Время,ч
/00
/20
/40
№
Фиг. 4.33. Изменения скорости ползучести кристалла цинка при нанесении и удалении
покрытия во время испытаний [105].
когда первая стадия упрочнения оканчивается после сдвиговой деформации 100—150% (фиг. 4.34) и сменяется участком с более высоким коэффициентом упрочнения. При 90 К кривые деформации линейны, но разрушение обычно наступает после деформации скольжением примерно 50% и коэффициент
112
Глава 4
упрочнения значительно больше, чем при комнатной температуре. С другой стороны, кадмий более пластичен при 77 К 186], но, подобно цинку при комнатной температуре, обнаруживает переход от низкой к высокой скорости упрочнения между значениями сдвиговой деформации 100 и 200% ¦(фиг. 4.35).
Последние исследования на кристаллах цинка [87] подтвердили существование первой и второй стадий упрочнения и показали, кроме того, наличие третьей, параболической стадии, которая является преобладающей
Сдвиговая деформация Фиг. 4.34. Кривые напряжение — деформация кристаллов цинка при 294 К [85].
при комнатной температуре. Было также обнаружено, что вторая стадия упрочнения более протяженна при комнатной температуре, чем при 243 К,— результат, который был приписан образованию во время базисного скольжения вакансий, объединяющихся в скопления и захлопывающихся с образованием дислокационных петель. Эти петли затем действуют как препятствия для дальнейшего базисного скольжения.
Аналогично этому в экспериментах на монокристаллах магния [88] при 364 К получались линейные кривые деформации с малыми коэффициентами упрочнения до сдвиговых деформаций 70%, но в области температур 300—200 К имело место заметное увеличение коэффициента упрочнения. При 78 К отклонение от линейного хода кривых упрочнения имелось только при малых степенях деформации.
На фиг. 4.36 значения коэффициента упрочнения отложены в зависимости от температуры для двух групп результатов, которые показывают одинаковые общие тенденции. Коэффициент упрочнения приблизительно постоянен при низких температурах, но быстро уменьшается почти до нуля при более высоких температурах. Различие величины коэффициентов для
Деформация металлических кристаллов
113
двух групп экспериментов объясняется тем, что в более ранней работе Шмида и Зибеля [89] использовался менее чистый магний. Отсутствие деформационного упрочнения при повышенных температурах является результатом протекания возврата во время испытаний на растяжение.
ZjO
t,5
W
0,5
/32 / /42
/ 12,22
III ООО/
/ / / 32У ^22
152 III Аг ill / •
III / 52
/ z''°
і IO10 I 1 I
100
200
300
Ш
500
Фиг. 4.35. Кривые приведенное напряжение сдвига — сдвиговая деформация кристаллов кадмия чистоты 99,9999% при 77 К [86].
Недавно было подтверждено [90], что вторая стадия упрочнения существует при комнатной температуре, но исчезает выше 473 К. Хирш и Лал-ли [91] обнаружили, что первая стадия упрочнения является параболиче-
