Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Рассел и Джеффри [48] сравнили поведение меди и твердого раствора 3 ат.% олова в меди: в то время как для меди напряжение течения и деформационное упрочнение на второй стадии не зависят от температуры, напряжение течения сплава оказалось пропорциональным T1*3 при температурах ниже критической, когда, согласно предположению, атомы растворенного вещества остаются неподвижными. Выше этой температуры напряжение течения было пропорционально Т~2; разная зависимость была приписана изменению подвижности атомов растворенного вещества. С другой стороны, коэффициент деформационного упрочнения оказался не зависящим от температуры.
Деформация поликристаллических агрегатов
217
В недавней работе Хатчисона и Хоникомба [28] было отмечено влияние температуры на напряжение течения твердых растворов: напряжение течения чистого серебра (после є = 0,01) почти совершенно не зависит от температуры в области 77—300 К (фиг. 9.21), тогда как для твердых растворов влияние температуры возрастает с ростом концентрации растворенной примеси. Фиг. 9.21 иллюстрирует величину упрочнения ряда твердых растворов
SO /00 І50 ZOO Z50 300 350 400 ТЪмпература. К
Фиг. 9.21. Температурная зависимость предела текучести серебра и некоторых твердых растворов на его основе (размер зерен ~ 50 мкм) [28].
на основе серебра, содержащих по 6 ат.% примеси ряда элементов. Эти данные можно рассматривать как сумму двух вкладов в упрочнение твердых растворов — зависящего и не зависящего от температуры; каждый из этих вкладов определяется прежде всего валентностью компонентов раствора, а не параметром Флейшера.
§ 9. Дислокации в реформированном поликристаллическом
агрегате
Главной особенностью микрофотографий тонких фольг деформированных поликристаллических металлов, полученных на электронном микроскопе, является формирование дислокационной субструктуры внутри зерен. В металлах с высокой энергией дефекта упаковки, в которых поперечное скольжение и переползание дислокаций происходят весьма легко, в деформированном состоянии часто можно наблюдать ярко выраженную ячеистую структуру уже после малых деформаций; даже в металлах, обладающих значительно более низкой энергией дефекта упаковки, таких, как серебро, после умеренных деформаций обнаруживаются области, практически свободные от дислокаций, ограниченные переплетенными стенками дислокаций. И только в твердых растворах с очень низкой энергией дефекта упаковки появляются плоские ряды расщепленных дислокаций, например в сплаве серебро — 10 ат.% галлия (у я$ 10 эрг/см2) после деформации 5% при 77 К; однако при больших деформациях в этих сплавах постепенно развивается дислокационная субструктура, которая, таким образом, может рассматриваться как типичная для большинства деформированных поликристаллических металлов. Минимальная деформация, при которой можно обнаружить ячеистую структуру, является линейной функцией концентрации растворенного элемента; с понижением температуры область существования этой
218
Глава 9
зависимости сдвигается в зону более высоких деформаций. При дальнейшем деформировании размер ячеек внутри зерен уменьшается до тех пор, пока не достигает постоянной величины. Точно определить размер ячеек трудно, обычно он лежит в пределах 0,25—3 мкм, но зависит от многих факторов, в том числе от температуры деформации, величины деформации, состава сплава и т. д. На фиг. 9.22 представлены типичные результаты измерений размера ячеек в чистом серебре и в сплаве серебро — 2 ат.% галлия, деформированных при 77 и 293 К.
о ц/ аг аз
Истинная (логарифмическая) деформация
"Фиг. 9.22. Размер ячеек субструктуры в серебре и сплаве серебро — 2% Ga, деформированных при температурах 293 и 77 К [69]. 1 — Ag, комнатная температура; 2 — Ag — 2% Ga, комнатная температура; 3 — Ag — 2% Ga, —196° С.
Наличие дислокационной субструктуры в деформированных металлах способствует появлению разориентировки внутри зерен, что легко обнаружить обычными рентгеновскими методами. Аналогичные эффекты имеют место в деформированных монокристаллах; они приводят к астеризму на лауэ-граммах. Разориентировка может быть очень малой — не более нескольких угловых секунд, однако она может быть и большой, достигая в предельных случаях нескольких градусов. Указанная локальная разориентировка имеет большое значение в процессе отжига деформированного металла; к этому вопросу мы вернемся в гл. 11.
§ 10. Деформация двухфазных сплавов
Мы уже рассматривали поведение монокристаллов, содержащих мелкодисперсную твердую фазу и характеризуемых как дисперсионно твердеющие системы. Однако на практике существует много различных типов взаимного распределения двух фаз. Например, обе фазы могут быть пластичными, причем более мягкая фаза распределяется в виде непрерывной сетки, изолированных частиц или пластин. G другой стороны, вторая фаза может быть очень твердой при тех же вариантах формы распределения.
Анкел [50] провел первые систематические эксперименты на ряде двухфазных сплавов, деформируя их прокаткой и определяя среднюю степень сжатия зерен путем измерения размеров большого количества зерен обеих фаз. Анкел установил, что мягкая фаза начинает деформироваться первой, при этом соотношение коэффициентов деформационного упрочнения фаз определяет соотношение степеней их деформации.
