Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Другие деформационные процессы в кристаллах
181
Двойниковое превращение, которое приводит к изменению ориентировки двойниковой прослойки, не изменяет симметрию или структуру кристалла. Это хорошо видно из результатов рентгеновских дифракционных исследований. Следовательно, при этом превращении не изменяются ни форма, ни размер элементарной ячейки, поэтому должны существовать три рациональных
вектора решетки (некомпланарные), которые имеют те же величины и те же угловые соотношения до и после превращения. Поскольку только две плоскости Kx и K2 остаются неискаженными, три таких вектора должны лежать в этих двух плоскостях.
Рассмотрим какой-либо вектор є в плоскости (фиг. 8.10), который с вектором г\2, лежащим в плоскости K2, образует угол Э, одинаковый до и после двойникования. Это может быть только в том случае, если вектор T]2 перпендикулярен линии пересечения двух плоскостей К\ и K2. Данное условие применимо к любому вектору, лежащему в плоскости K1. Если принять, что K1 является рациональной плоскостью, содержащей рациональные направления, и Tj2 — тоже рациональное направление, то будет удовлетворено требование, согласно которому три некомпланарных вектора не изменяются ни по величине, ни по угловому соотношению при двойниковом сдвиге. Подобным образом можно показать, что направление %, перпендикулярное линии пересечения плоскостей К\ и K2, является единственным вектором, лежащим в плоскости K^1 который имеет до и после двойникования одинаковый угол с любым из векторов, лежащих в плоскости K2. Условия двойни-
Ф и г. 8.10.
Постоянные векторы при двой-никовании.
182
Глава 8
кования снова будут удовлетворяться, если направление tj1 и плоскость K2 имеют рациональные индексы. Имеется также третья возможность, когда обе плоскости K1 и K2 и два вектора tj1 п т|3 рациональны.
Резюмируя сказанное, видим, что имеется трн типа сдвига, которые сохраняют симметрию и структуру кристалла и поэтому удовлетворяют условиям двойникования.
1. Двойники первого рода: плоскость K1 рациональна, направление t)2 рационально.
2. Двонппки второго рода: плоскость А'2 рациональна, направление Hj рационально.
3. Рациональные, или составные, двойники: плоскости К\ и K2 рациональны, направлеппя t)1 и 1I2 рациональны.
Из приведенного выше рассмотрения ясно, что точная природа поворота решетки во время двойникования зависит от типа последнего.
Большинство металлов, обладающих кристаллическим» структурами высокой симметрии, попадает в третью группу; однако в ортороминческо.м а-урапе получаются двойники первого и второго рода (15]. В уране наблюдается такїно другой вид двойникования, называемый обратным двоинико-еанием, когда элементы A^1 и tj2 двойника первого рода имеют те же индексы, что и элементы K2 и i]1 двойника второго рода.
Чтобы полностью охарактеризовать процесс двойникования, должны быть указаны индексы плоскостей К\ и K2 и направлений г], и ij2 вместе с величиной двойникового сдвига S. В табл. 8.1 приведены такие типичные
Таблица 8J
Некоторые кристаллографические характеристики процесса двоґшикования
Металл Кристаллическая Индексы дпойииковашш Сдвиг
структура K1 41 K2 42 S
Медь и другие Г. ц. К. (111) [Н2] (Hf) [112] 0.707
г. ц. к. ме-
таллы
а-желеао 0. ц. к. (112) (H Г] (112) [Н1| 0.707
Машин г. п. у., с/а = 1,624 (10І2) [ЮН] (ЮН) [ЮН] 0,129
Циык г. п. у., с/а = 1,856 (1012) [ioffl (ЮН) [ЮН] 0.139
Кадмии г. п. у., с/а = 1,866 (1012) [10Щ (ЮИ) [іоні 0,171
?-олово тетрагональная, с/а = = 0,541 (301) [1031 (101) [ЮЦ 0,119
Висмут ромбоэдрическая (НО) [ооГ| (001) НЮ] 0.І18
данные для ряда металлов. Из этих данных видно, что металлы одпой и той же кристаллографической системы обладают аналогичными характеристиками двойпнковапии, за исключением гексагопальных металлов, в которых на тип двойпиковання влияет величина отношения с/а, изменяющаяся от 1,880 для кадмия до 1,56 для бериллия.
§ 7. Двоиниковакпе в гексагональных металлах
Двойни кование в гексагональных металлах является распространенной формой деформации ввиду ограниченных возможностей дли скольжепия, которое осуществляется, как правило, по базисной плоскости. Мы рассмотрим прежде всего цинк, кадмий и магппй, в которых преобладает базисное скольжение, поскольку отношение с/а для них близко к отношению для случая идеальной плотно упакованной решетки или превосходит последнее.
Другие деформационные процессы в кристаллах
183
Эксперименты с монокристаллами :>тпх металлов показывают, что двоиннко-вание происходит при существенно более высоких значениях приведенных напряжений сдвига, чем деформация путем базисного скольжения. Например, в чистом кадмии для осуществления двоиинкования необходимы напри ження сдвига от 100 до 700 гс/мм2, тогда как дли базиспого скольжении достаточно 20—30 гс/мм5. Следовательно, двойиикованне будет происходить только в том случае, если кристалл неблагоприятно ориентирован для базисного скольжения, например ось растяжения находится иод углом 5 — 10° к базисной плоскости.
Исследования на кристаллах цппка показали, что в качестве условия наступлении двоиинкования нельзя использовать критерии критического нрппеденпого напряжения сдвига |16|. Выло установлено, что кристаллы в виде проволок с базисной плоскостью, параллельной оси образца, двонпи-ковалнсь при напряжениях сдвига от 250IJ до 5000 гс/мм2. по двоинпковапию предшествовало скольжение но пирамидальным плоскостям {1122}.
