Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Имеются данные, из которых можно заключить, что скольжение должно предшествовать двоііннкованию, поскольку .-зарождение двойников связано с наличием концентраций напряжении, для возникновении которых необходимо создание определенного расположения дислокации. Из экспериментов но дпонииковапию хорошо известно, что в плохо обработанных кристаллах, погиутьіх или имеющих другие повреждения, двойники образуются при значительно меньших паи ряжен них, чем в неповрежденных к JJiICTa ллах. «)то объясняет большие колебания значении приведенного напряжения сдвига для двоиинкования, известные из литературы. Лишь только во время испытании образуется один двойник, как вслед за ним пзрывоподобпо возникает много других, причем этот процесс сопровождается ощутимым авуком. На кривых напряжение — деформация часто проявляется заметная зубчатость, когда начинается двопнпкованпе и нагрузка релакенрует. При дальнейшем приложении нагрузки деформация дпоинпковапнем возобновляется при значительно меньших напряжениях и сопровождается скольжением HHyTJ)H двойников, что становится возможным вследствие иерсорнситиропии кристалла в двойниковых областях.
Ипд деформации, например растяжение пли сжатие, играет решающую J)OZIb и появлении двоіншков в гексагональных металлах. Как было показано ныпю, направление н величппа двойникового сдвига определяются движением второй пенскажениои плоскости K2, кроме того, сдвиг происходит только и одном направлении, так' что двонппковаиис вызывает значительные изменения формы и размеров образца.
Обращаясь к фиг. 8.0, мы нндпм, что любой вектор но левую сторону от первоначального положения второй неискаженной плоскости A2 в результате двойникового превращения уменьшается подлине, в то время как длина любого вектора справа от плоскости А*2 увеличивается. Для реального кристалла это означает, что двойиикованне вызовет растяжение иди сжатие образца п зависимости от ориентировки оси образца относительно кристаллографических осей. Ест взять кристалл цппка с базисной плоскостью, параллельной осп образца, то дпопішковаиііс по любой плоскости типа {ЮІ2} вызывает растяжение образца. Следовательно, деформации растяжения приводит к двопииковаиию, а деформация сжатия не приводит. В последнем случае кристалл деформируется путем сбросообразовапия.
Однако положение меняется, если мы рассматриваем металл с другим значением отношении с/д, например магпиіі. С изменеписм отношения осей от 1.850 для цинка до 1.024 для.магния угол между базисной плоскостью и плоскостью двоиинкования (ЮІ2) уменьшается от 47 до 43э. На фиг. «Х.11 изображена ситуация для этих двух металлов до двоипиковаппя п после него. Для цинка длина кристалла, параллельная базисной плоскости, впутри двоіпіикоиаиного материала увеличивается, когда неискаженная плоскость
184
Глава 8
K2 поворачивается по часовой стрелке. С другой стороны, в магнии неискаженная плоскость K2 должна поворачиваться против часовой стрелки для соблюдения углового соответствия, так что кристалл укорачивается в направлении, параллельном базисной плоскости. Следовательно, для магния двойникования следует ожидать в том случае, когда происходит деформация сжатия, а не растяжения, тогда как для цинка справедливо обратное утверждение.
(ООО/)
I /Я2
IK" (ООО/)
\ і і їїослс \
\ 47"Jj двойникования \
Двойник
47° I \ Ij 43"ґ
Плоскості і SЛ П/іосность
двойникования (ЮЇ2) 47
(ООО/)
ЇЇоспе
двойникования
двойни нова- \(/0!2l ния 43"
(ООО/)
цинн /Иагний
a S
Фиг. 8.11. Геометрия двойникования в цинке (а) и в магнии (6) [36]
Для металлов с меньшим отношением осей поведение при двойникова-нии становится более сложным [3]. Например, для титана и циркония двойникование наблюдается не только по плоскости {1012}, но и по плоскости {1122}, а также по другим плоскостям данного типа.
§ 8. Двойникование в объемноцеитрированных кубических
металлах
При ударном нагружении железа, например во время взрывной деформации *), образуются очень тонкие, кристаллографически правильно расположенные пластины, которые называются полосами Неймана. Несмотря на то что они были известны еще с 1850 г., лишь сравнительно недавно с помощью кристаллографических методов удалось установить, что это двойники [17, 18J. Теперь известно, что двойники образуются при деформации многих объемноцентрированных кубических металлов, включая молибден, вольфрам [19], хром, ниобии [20] п тантал [21], однако большая часть систематизированной информации получена при изучении железа.
Двойники в объемноцентрированных кубических металлах обычно бывают длинными и тонкими, редко толще 5 -10~4 см, поскольку с двойникованием связано протекание большой сдвиговой деформации (табл. 8.1). Плоскостью двойникования в большинстве случаев является {112}, а направлением сдвига — (111). Геометрия процесса схематически показана на фиг. 8.12, где каждый рисунок представляет структуру слоев а, Ь и с в плоскости двойникового сдвига, т. е. в плоскости {110}: светлые кружки обозначают атомы в плоскости чертежа, а темные — атомы в примыкающих плоскостях выше и ниже плоскости чертежа. Плоскостью двойникования является плоскость (112), которая перпендикулярна плоскости чертежа, а направление [111] отвечает направлению двойникования. Плоскости двой-
