Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Кристаллы, состаренные при 130° С, имеют более высокое напряжение течения и в большинстве случаев обладают выраженным пределом и площадкой текучести. Последующее упрочнение мало и сравнимо с упрочнением пересыщенного твердого раствора, а линии скольжения не отличимы от линий скольжения для твердого раствора. Эти особенности показывают, что зоны перерезаются дислокациями, когда напряжение достигает достаточно высокого уровня, и после этого поведение сплава становится подобным поведению твердого раствора.
Кристаллы, состаренные до максимальной твердости, хотя часто и имеют несколько меньшее напряжение течения, чем кристаллы, состаренные при 130° С, обладают значительно более высокой скоростью упрочнения, давая параболическую кривую напряжение — деформация. Появление следов скольжения подтверждает, что происходит деформационный процесс иного типа, так как прямые линии скольжения более не видны, а заменяются слабо различимыми следами. В некоторых кристаллах при этих условиях в случае малых деформаций следы скольжения почти невозможно выявить. Эти результаты подтверждают, что дислокации не перерезают уже частицы вто-
I
I
^ZVc
___-21/Д Л
i А ¦
ю 20
Сдвиговая деформация, %
Фиг. 7.4. Кривые напряжение сдвига — сдвиговая деформация кристаллов сплава _....._ Al - 4,5 вес.% CuI[Il].
9AJa — охлаждение на воздухе; 16/В — старенне в течение двух дней при 130° С; 21/С — старение в течение 27,5 час при 190° С; 21/Z) — перестарн-вание при 350° С и медленное охлаждение.
166
Глава 7
рой фазы с образованием четко выраженных полос скольжения, а обходят их разнообразными путями. Указанный механизм, несомненно, действует в перестаренных кристаллах, где напряжение течения очень мало, но последующее упрочнение происходит с более высокой скоростью, чем для любого из остальных трех режимов термообработки. На этой стадии можно определить следы скольжения, а вблизи крупных прочных частиц CuAl2 (равновесная 9-фаза) часто наблюдаются следы скольжения по вторичным системам, поскольку искажения, связанные с такими большими частицами, активируют дислокации по другим плоскостям скольжения (множественное скольжение, вызванное наличием частиц).
Дальнейшие исследования на монокристаллах сплава алюминий — медь [12] и медь — 2 ат.% кобальта [2] подтвердили, что поведение кристаллов, содержащих когерентные зоны Гинье — Престона, аналогично поведению чистых металлов, деформированных на первой стадии, поскольку скорости упрочнения и картина линий скольжения сопоставимы, хотя напряжение течения намного выше. Однако следует подчеркнуть, что сравнительные испытания нужно проводить при низких температурах, чтобы избежать усложняющего влияния дальнейшего старения, происходящего во время деформации.
Эксперименты по старению кристаллов сплава алюминий — медь при 190° С подтвердили также, что упрочнение с малой скоростью, типичное для сплавов, содержащих зоны, уступает место более быстрому параболическому упрочнению, характерному при наличии выделений б'-фазы. Эти выде-ления(Грубее и лишь частично когерентно связаны с матрицей, вследствие чего частицы выделений являются препятствиями, через которые дислокации не могут пройти и вынуждены их обходить. Дью-Хьюз и Робертсон [13] продемонстрировали такой переход для сплава алюминий — медь; подобное явление наблюдалось также на сплавах алюминий — серебро и медь — бериллий [2].
§ Т. Криные наїїрязкение — деформация для кристаллов с некогерентными выделениями
Описанный выше перестаренный сплав алюминий — медь служит примером матрицы с некогерентными выделениями, когда скорость упрочнения относительно высока. Такое поведение обнаружено также для кристаллов сплава меди с 10 ат.% индия [14], которые имеют параболические кривые напряжение — деформация (фиг. 7.5) в широком интервале температур испытания, поскольку выделения Cu9In4 становятся некогерентными уже на очень ранней стадии. В этом случае выделения вызывают дисперсионное упрочнение, точно так же, как это происходит при упрочнении меди частицами кремнезема и глинозема, образующимися в результате внутреннего окисления разбавленных твердых растворов. Эшби [15] вырастил монокристаллы таких дисперсионно твердеющих медных сплавов и установил, что для них характерна высокая скорость упрочнения.
Недавние исследования Эбелинга и Эшби [18] на кристаллах меди, дисперсионно упрочненных сферическими частицами кремнезема, ярко продемонстрировали смену первой стадии упрочнения параболической стадией, протяженность которой все более увеличивалась с ростом объемной доли / кремнезема, до тех пор, пока при объемной доле 1% кривая полностью становилась параболической (фиг. 7.6). Сопоставление этих кривых с кривыми напряжение — деформация кристаллов чистой меди, ориентированных для множественного скольжения, подтверждает, что последнее, вызываемое наличием частиц, является важным механизмом упрочнения. Детальная теория такого типа упрочнения была развита Эшби [19].
О О OJ O1Z О 0,1 О 0,1 О OJ q2 0.3 OA O? O? 0,7 Сдвиговая д&рорлкхция
