Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
200 300 ш
Температура, H
500
600
Фиг. 4.36. Изменение коэффициента деформационного упрочнения кристаллов магния
в зависимости от температуры [88].
1 — Шмид и Зибель; 2 — Конрад и Робертсон.
ской при малых деформациях и связана с наличием длинных линий скольжения. На второй стадии наблюдалось двойникование наряду с дислокационными сетками. Кривые деформации кристаллов цинка (фиг. 4.34) иллюстрируют также то обстоятельство, что для различно ориентированных кристаллов они не совмещаются одна с другой^при построении их в коорди-
8—1235
114
Глава 4
Таблица 4.7
Влияние скорости деформации на упрочнение кристаллов цинка при комнатной температуре [85]
натах напряжение сдвига — сдвиговая деформация. Кристаллы с ориентировкой вблизи центра стереографического треугольника и на границе [1120] — 10001] ведут себя нормально, тогда как для кристаллов с осями на границе 10001] — [ЮЇ0] степень упрочнения значительно выше.
В заключение отметим, что скорость деформации может оказывать существенное влияние на коэффициент упрочнения. Данные для кристаллов кадмия, приведенные на фит. 2.19, включают кривые, полученные при скоростях испытания, различающихся в 100 раз. При низких температурах
(88 К) различие мало, но прн комнатной температуре коэффициент упрочнения заметно увеличивается. Однако при повышенной температуре (473 К) возврат происходит достаточно быстро и влияние более высокой скорости деформация опять становится малым. Люкке и др. [85) изучали влияние скорости деформации на упрочнение кристаллов цинка и обнаружили трехкратное изменение коэффициента упрочнения, когда скорость изменялась в 100 раз (табл. 4.7).
Систематических исследований кривых напряжение — деформация чистых гексагональных металлов с более высокими температурами плавления проведено немного. Для титана форма кривых деформации очень сильно зависит от содержания кислорода и азота. Кристаллы титана чистоты 99,7% имеют коэффициент упрочнения, равный 4900 гс/мм2 [67], что значительно больше, чем для цинка и кадмия. Кристаллы рения [92, 101] обладают особенно высокими коэффициентами упрочнения при комнатной температуре и при 90 К. По-видимому, по мере замены скольжения по базисной плоскости скольжением по нескольким другим системам скорость упрочнения увеличивается, но для выяснения этого вопроса проведено еще мало работ.
Скорость сдвиговой деформации, Степень упрочнения, гс/мм*
первая линейная стадия вторая линейная стадия
2-10-* 53 440
8-10-* 79 698
2-10-а 153 900
5, Наблюдения дислонацнп в гексагональных металлах
Изучение поверхности деформированных кристаллов цинка, кадмия и магния дает многочисленные доказательства преимущественного действия базисной системы скольжения [44]. Линии скольжения обычно очень длинные и расположены близко друг к другу, что типично для первой стадии упрочнения как гексагональных, так и гранецентрированных кубических металлов. В последнее время просвечивающая электронная микроскопия тонких фольг дала значительную дополнительную информацию относительно распределения дислокаций в цинке н кадмии; однако температура исследования (комнатная) относительно высока для этих металлов, так что до момента наблюдения часто протекают процессы возврата.
В цинке и кадмии [93] наблюдались расщепленные дислокации в базис-нон плоскости с образованием хорошо различимых дефектов упаковки; в противоположность этому в магнии расщепления дислокаций не замечено. По аналогии с поведением гранецентрированных кубических металлов можно полагать, что энергия дефекта упаковки в цинке и кадмии находится в области 30—50 эрг/сма, а для магния она значительно больше.
Отличительной чертой деформированных кристаллов кадмия, цинка и магния является образование сидячих дислокационных петель [93, 69], что прослеживалось непосредственно в электронном микроскопе. Было показано, что многие петли порождаются дислокационными ступеньками, механизм образования которых рассматривается в гл. 3. Удлиненные петли
Деформация металлических кристаллов
115-
отрываются от ступенек и постепенно становятся по форме более круглыми (фиг. 4.37). Было найдено, что этот процесс происходит очень быстро даже при 153 К, так что представляется маловероятным, что упомянутые петли образуются каким-либо способом, включающим диффузию точечных дефектов. Хирш и Лалли [91] обнаружили, что на первой стадии упрочнения
Фиг. 4.37. Петли дислокаций в магнии, деформированном на 5?? растяжением (электронная микрофотография) (Лалли).
магниевых кристаллов дислокации составляют главным образом полосы краевых диполей, образованные краевыми дислокациями на параллельных полосах скольжения, взаимодействующих друг с другом. Имеется определенная связь между плотностью диполей и длиной линий скольжения.
ЛИТЕРАТУРА Общая
1. DislocatiOBS and Mechanical Properties of Crystals (Lake Placid Conference), New York and London, 1957 (имеется перевод: Дислокации и механические свойства кристаллов, ИЛ, 1960).
2. Electron Microscopy and the Strength of Crystals, New York and London, 1963 (имеется перевод: Электронная микроскопия и прочность кристаллов, M., 1968).
