Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Эти результаты можно интерпретировать таким образом, что термическая активация способствует прохождению дислокаций через зоны. Когда зоны становятся полукогерентными выделениями, дислокации обходят эти частицы, и следует ожидать, что механизм деформации будет особенно сильно
Глава 7
зависеть от температуры. Небольшой эффект дает температурная зависимость модуля сдвига, а при высоких температурах термически активированное поперечное скольжение помогает движению дислокаций. С другой стороны, Кордерой и Хоникомб [141 установили на сплавах меди с 10 ат.% индия, что полностью состаренные кристаллы (имеющие некогерентные дисперсные частицы Cu9In4) обнаруживают такую же температурную зависимость критических напряжений сдвига, как и кристаллы в состоянии пересыщенного твердого раствора. В данном случае температурная зависимость вызывается твердым раствором, который даже в состаренном сплаве может содержать
/4
IZ
ю
Ш°С(зоны Г.-ЇЇ. второго типа) 190 "С(зони Г-її. второго типа)
ШХ(зоны Г.-Кпервога типа) -в'
в
100
200 Т.Н
300
Фиг. 7.8. Изменение напряжения t0 в зависимости от температуры деформации кристаллов сплава Al — 1,7 ат.% Cu с различной структурой старения [12].
несколько процентов индия. Представляется очевидным, что температурная зависимость критического приведенного напряжения сдвига зависит не только от степени старения, но и от тонких деталей структурного соотношения между выделениями и матрицей.
Изучение температурной зависимости кривых напряжение — деформация кристаллов в состоянии твердого раствора и состаренных кристаллов связано с трудностями, если исследование не ограничивается низкими температурами, поскольку во время деформации даже при таких низких температурах, как 293 К, может происходить дальнейшее выделение частиц. Кристаллы сплава алюминий — 4,5% меди, как в пересыщенном, так и в состаренном при 130° С состоянии, при 293 К имеют более круто идущие кривые напряжение — деформация, чем при 77 К, поскольку при повышенной температуре происходит вызванное деформацией выделение частиц [Щ. С другой стороны, кристаллы, состаренные при 190° G и более высоких температурах, по-видимому, стабильны при деформации при 293 К. Роль, которую играет деформация, вызывающая дальнейшее выделение частиц, обнаруживается также в том случае, если во время снятия кривой напряжение — деформация при 77 К делается перерыв и кристалл выдерживается при 293 К; после продолжения испытания при 77 К кривая заметно поднимается вследствие вызванного деформацией выделения частиц (фиг. 7.9). Это явление сильно выражено в пересыщенном твердом растворе, но происходит также в меньшей мере е кристаллах сплава алюминий — медь, состаренных при 130 и 1900 G [11].
Температурная зависимость кривых напряжение сдвига — сдвиговая деформация кристаллов сплава алюминия с медью, подвергнутых старению при 19Э° С, не очень сильна в области температур 77—473 К. Однако, когда выделения становятся полностью некогерентными (9-фаза), температурная зависимость упрочнения возрастает. Установлено, что это является общим
Деформация кристаллов, содержащих вторую фазу
171
свойством сплавов, содержащих некогерентные выделения, например внутренне окисленных кристаллов сплавов меди и сплавов меди с 10 ат. % индия в полностью состаренном состоянии. На фиг. 7.5 показаны кривые деформа-
цию -
Сдвиговая деформация , %
Фиг. 7.9. Деформационное старение кристаллов сплава Al — 4,5 вес.% (2 ат.%) Cu
после закалки на воздухе.
ции трех одинаково ориентированных кристаллов сплава медь — индий, деформированных при 77, 293 и 473 К; имеются существенные различия в достигаемой степени упрочнения.
§ 10. Микроструктура, обусловленная взаимодействием дислокаций с выделениями
Выше упоминалось, что с повышением температуры старения картина следов скольжения на полированной поверхности кристалла претерпевает заметные изменения. Кристаллы, содержащие зоны, деформируются по плоскостям скольжения, имеющим наибольшие приведенные напряжения сдвига, и зоны перерезаются проходящими дислокациями. Кристаллы изменяют свою форму так, как это ожидается при скольжении по одной системе плоскостей [11]. С другой стороны, кристаллы сплава алюминий — медь, состаренные на максимум твердости и содержащие выделения 0'-фазы, не всегда изменяют форму подобно монокристаллам, деформируемым по одной системе, и по своему поведению ближе к поликристаллическим материалам. Это позволяет предположить, что в одинаково благоприятных условиях находится несколько систем скольжения и они действуют в таком масштабе, что хорошо различимых следов скольжения по ним не видно. В перестаренном состоянии следы скольжения выявить легче, и скотьжение по нескольким системам при этих условиях можно наблюдать. Линии скольжения не наблюдаются также на внутренне окисленных кристаллах меди и кристаллах сплава Al — 8% Mg, когда вторая фаза в них имеет высокую степень дисперсности.
С разработкой метода электронной микроскопии тонких фольг облегчилось наблюдение процесса взаимодействия дислокаций с выделениями, хотя интерпретация микрофотографий часто бывает затруднительной. Электронно-микроскопические исследования окончательно подтвердили, что зоны перерезаются дислокациями. Наблюдалось [2] перзрезание при деформации следующих зон и фаз: зоны Гинье — Престона первого и второго типов и б'-фаза в сплавах Al — Cu, зоны Гинье — Престона в сплаве Al — Zn, -у'-фаза в сплаве Al — Ag. Однако будут ли частицы фазы перерезаться дислокациями или нет, зависит от степени деформации; по-видимому, полукоге-
