Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
19. Schadler K. W., Trans. AIME, 218, 649 (1960).
20. McHargue C J.. Trans. AIME, 224, 334 (1962).
21. Barrett C S., Bakish R., Trans. AIME, 212, 122 (1958).
22. Mathewson C Trans. AIME, 78, 7 (1928).
23. Sarnaus C K., Journ. Inst. Metals, 55, 209 (1934).
24. Blewitt J. K., Coltman R. R., Redman J. K., Journ. Appl. Phys., 28, 051 (1957).
25. Suzuki Barrett C S., Acta metall., 6, 156 (1958).
26. HaasenP., Phil. Mag., 3, 384 (1958).
27. IIaasen P., Kay A., Zs. Metallk., 51, 722 (1960).
28. Corderoy D. H. /., Honeycombe R. W. K., Brindley B. W., Acta metall., 10, 1043 (1962).
29. Venables J. Л., Proceedings 5th International Conference on Electron Microscopy vol. 1, J8, 19G2.
30. CottrellA. Bilby B. A., Phil. Mag., 42, 573 (1951).
31. Thompson TV., Millard D. Phil. Mag., 43, 422 (1952).
32. Fourdeux A., Berghezan A., Journ. Inst. Metals, 89, 31 (1960—1961).
33. Westlake D. G., Acta metall., 9, 327 (1961).
34. Cosslett V. E., Nixon W. C1 X-ray Microscopy, Cambridge, 1960.
35. Deruyterre A Greenough G. B-, Journ. Inst. Metals, 84, 337 (1956).
36. Reed-IIill R. E., Principles of Physical Metallurgy, 1964.
Глава 9
ДЕФОРМАЦИЯ ІІОЛІШРІІСГЛЛ.ІІІЧЕСІШХ
АГРЕГАТОВ
§ 1. Роль границ зерен при пластической деформации
Как правило, монокристалл при растяжении легко претерпевает большую степень деформации за счет скольжения по одной кристаллографической системе; при этом происходит изменение его ориентировки вследствие поворота решетки, соответствующего величине удлинения кристалла. Если такой кристалл заменить агрегатом произвольно ориентированных кристаллитов, то ситуация резко изменяется. Отдельные зерна уже не находятся под действием одноосной системы напряжении, даже если образец подвергают простому растяжению. Границы между деформируемыми кристаллитами остаются неизмененными, а поскольку каждый кристаллит имеет ориентировку, отличную от ориентировок соседей, это приводит к различию в их поведении, в результате чего соседние зерна налагают ограничения на деформацию друг друга.
Сначала мы кратко рассмотрим природу границ зерен и роль, которую они играют в процессе деформации. Опишем основные эксперименты, дающие информацию о поведении отдельных границ в бикристаллах и в крупнозернистых поликристаллах. Затем мы дадим краткий обзор теории, выдвинутых для объяснения поведения поликристаллических агрегатов с точки зрения свойств монокристаллов.
§ 2. Природа границ зерен
Выше отмечалось, что для описания малоугловых границ можно использовать дислокационные модели (гл. 3). Граница наклона образуется при разориентировке решетки относительно оси, нормальной плоскости чертежа и лежащей в плоскости границы (фиг. 3.16). Она целиком состоит из краевых дислокаций, необходимых для сохранения непрерывности у внутренней поверхности раздела. Аналогично этому граница кручения может быть образована в результате взаимного поворота двух зерен относительно оси, лежащей в плоскости чертежа и нормальной плоскости границы, а разориенти-ровка, порожденная таким поворотом зерен, может быть представлена в виде ряда винтовых дислокаций.
Очевидно, возможна также разориентировка между зернами, образованная комбинацией наклонов и скручиваний; в этом случае дислокационная структура границы представляет собой сетку краевых и винтовых дислокаций. Каждая дислокация в такой структуре обладает упругой энергией, а энергия границы равна сумме энергий составляющих ее дислокаций. Таким образом, энергия границы возрастает с увеличением угла разориентировки 9 и, как показали Рид и Шокли, равна х)
E = Е0д [А — In 8], (9.1)
где E0 — параметр, определяющий величину упругого искажения решетки вокруг дислокации, А — постоянная, зависящая от значения энергии ядра дислокации. Кривая зависимости E от 9 имеет максимум, соответствующий 9m ж 0,5 рад (фиг. 9.1). Однако дислокационная модель границы зерен становится неприемлемой при значительно меньшей разориентировке; так
г) Вывод соотношения (9.1) см. в работе [1].
Деформация поликристаллических агрегатов
193
уже при O = 10е на пузырьковой модели нельзя различить отдельные дислокации. Границы с большими углами разориентировки можно описать лишь как узкие области, в которых атомы расположены беспорядочно. При прямом наблюдении границ зерен вольфрама, осуществленном недавно с помощью ионного проектора, было обнаружено, что большеугловые границы захватывают широкие области с «хорошей подгонкой» атомов, разделенные областями с «плохой подгонкой»; картина при этом напоминает рудные жилы [7]. Ширина границы не превышает одного-двух атомных диаметров.
Можно ожидать, что с увеличением количества дислокаций, образующих границу, эффективность последней, как препятствия движению таких дефектов, возрастет. В ряде случаев, например при наличии границы наклона, дислокация может легко двигаться из одного зерна в другое между дислокациями, образующими границу при их малой разо-риентировке, но с уменьшением расстояний между такими дислокациями проникновение движущейся дислокации через границу затрудняется. Она становится непреодолимым препятствием уже при достаточно малой разориентировке зерен, и концентрация
