Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, соотношение Тейлора, особенно в обобщенной форме, предложенной Бишопом п Хиллом, по-видимому, справедливо в широком диапазоне условий; тем не менее все еще имеется несколько необъяснепных расхождении. Например, очень редко удается наблюдать в одном зерне пять действующих систем скольжения: обычно нх две или три; частично это можно объяснить тем, что в большинстве исследований наблюдали только поверхность, а не внутренние области материала; тем пе менее, когда исследуют внутреннюю структуру, пользуясь специальными методиками, результаты наблюдений все же не подтверждают теоретические предположения. Кроме того, теория Тейлора предсказывает механизм поворота зерен в процессе деформации, обусловливающий возникновение текстуры. Предсказываемые текстуры не соответствуют тем, которые были обнаружены экспериментально Барретом и Левнпсоиом [221; расхождения, по-видимому, являются следствием иеоднородностей, паблюдаемых в зернах в процессе деформации. Некоторые типы возникающих иеоднородностей рассматриваются в гл. 8.
--теория
— эксперимент
О Q1Ob OJl 0,15
Деформация растяжения
Ф и г. 9.G. Экспериментальная п теоретическая кривые напряжение — деформация полнкристаллических тел [21].
§ Д. Скольжение но границам аерен при повышенных
темиературих
Уже много лет известно, что при температурах, превышающих 0,5 Тщ (Tm — точки плавлення), имеет место скольжение по границам зерен. Значение этого ивлепия с точки зрения вклада и деформацию ползучести было UHCpB])Ie подчеркнуто в работе Хаисона и Уилера |23|, в которой описаны эксперименты по исследованию ползучести алюминия. Однако первую попытку основательно изучить это явление сделали Книг, Kaн и Чалмсрс \2\\, которые mi бикрнсталлах олова измерили скольжения по общей границе с помощью контрольных отметок. Они убедительно показали своими экспериментами, что граница является скорее ослабленной зоной, чем упрочненной (в противоположность роли границ при низкотемпературной деформа-
200
Глава 9
ции). Дальнейшие эксперименты были проведены на алюминии и его сплавах 125, 26], а также на меди. Результаты этих экспериментов были представлены в виде кривых в координатах деформация за счет скольжения по границам зерен — время; полученные кривые обычно были не плавные, а имели ряд пиков, свидетельствующих о значительных изменениях скорости сдвига. Процесс начинается часто после некоторого инкубационного периода и продолжается далее по линейному закону. Такие результаты не подчиняются простому временному закопу. По-видимому, вначале процесс скольжения происходит равномерно, однако на более поздней стадии величина смещения изменяется от точки к точке вдоль границы. Более того, эксперименты показали, что сдвиг все в меньшей степени сосредоточивается в самой границе и распространяется на узкие зоны зерен по обе ее стороны.
Энергия активации процесса скольжения в большинстве случаев соответствует энергии активации объемной самодиффузии, однако некоторые исследователи обнаружили, что энергия активации скольжения постепенно приближается в этому значению по мере увеличения степени разориентиров-ки кристаллитов. Было показано, что примеси, образующие выделения по границам зерен, препятствуют, а в конечном счете предотвращают скольжение, в то время как растворимые примеси, по-видимому, либо вообще не влияют, либо приводят к возрастанию напряжения, необходимого для протекания скольжения.
§ в* Деформации поли кристаллических металлов с гранецентрпрованной кубической решеткой
До сих пор мы рассматривали, как деформация отдельных кристаллов отражается на деформации поликристаллических агрегатов; при этом был сделан обзор теорий, разработанных с целью получить расчетным путем кривые напряжение — деформация для поликристаллов по кривым напряжение сдвига — сдвиговая деформация, полученным на монокристаллах. Теперь мы должны установить, можно ли некоторые детали кривых для монокристаллов, отражающие структурные изменения, обнаружить на кривых поликристаллов. Кроме того, необходимо рассмотреть такие факторы, как структура кристаллов, размер зерен и температура, которые оказывают существенное влияние на предел текучести и на упрочнение поликристаллических агрегатов.
1. Кривые напряжение—деформация
Типичную кривую напряжение — деформация поликристаллического металла с гранецентрированной кубической решеткой обычно описывают как параболу, и время от времени предлагаются различные зависимости, имеющие целью дать приближенное описание таких кривых в общем виде. Приведем типичное соотношение
G = O0 + Аеп; (9.8)
здесь O0 — предел упругости, А — постоянная. Однако для некоторых металлов показатель п, по-видимому, изменяется в зависимости от степени деформации. С другой стороны, Жауль [3] разделил кривую напряжение —деформация на три участка (три стадии упрочнения) (фиг. 9.7), которые были обнаружены, например, при деформировании алюминия чистоты 99,99% при температуре 77 К.
Сначала до деформации 1—2% соблюдается параболический закон
a = o0-f- Аъп до E = E1 (первая стадия), Ф-Щ
