Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
До сих пор мы рассматривали поведение кристаллов, оси растяжения которых находятся внутри стереографического треугольника. Кристаллы с осями, лежащими на границах треугольника, составляют особую группу,
Деформация металлических кристаллов
37
поскольку критические напряжения сдвига у них одинаковы более чем для одной системы скольжения; поэтому пластическая деформация начинается не по одной плоскости скольжения. На фиг. 2.21 приведены данные о числе ожидаемых действующих систем скольжения, сведения о которых можно также вывести из рассмотрения фиг. 2.8. Наиболее сложным случаем
3 плоскости > Z направления в каждой
2 направления в одной плоскости
4 плоскости, Z направления в каждой
2 плоскости, /направление с наядой
Z плоскости. 2 направления в каждой
Фиг. 2.21. Действующие системы скольжения при особых ориентировках.
является ориентировка [001], для которой одинаково благоприятны не менее чем четыре системы скольжения; хотя, как следует из фиг. 2.8, ориентировка в центре проекции указывает на действие восьми систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой,
Фиг. 2.22. Множественное скольжение в кристалле алюминия (X 100).
из которых одновременно может использоваться только одно. Множественное скольжение, происходящее в кристалле алюминия, ориентированном для растяжения вдоль кубической оси, иллюстрирует фиг. 2.22.
Способность кубических кристаллов деформироваться одновременно по нескольким системам скольжения тесно связана с более высокими скоростями деформационного упрочнения, установленными для этих металлов по сравнению с металлами гексагональной кристаллической структуры. Этот важный вопрос более полно рассматривается в гл. 4.
38
Глава 2
§ 11. Кривые напряжение—деформация гранецентрированных кубических кристаллов
В классической работе Тейлора и Илам 12) было показано, что кривые напряжение сдвига — сдвиговая деформация для гранецентрированных кубических металлов, в частности алюминия, имеют приблизительно параболический вид, определяемый соотношением
где т — напряжение сдвига и є — сдвиговая деформация. Экспериментальные точки, полученные при испытании на растяжение многих кристаллов, ложатся на одну и ту же общую кривую; более того, при деформации кристаллов сжатием точки также ложатся на эту кривую, в то время как нормальные напряжения для этих случаев различны.
Приведенная сдвиговая деформация €
Фиг. 2.23, Типичная кривая напряжение — деформация кристалла чистого металла
с г. ц. к. решеткой.
В более поздних исследованиях, выполненных на более чистых металлах, было показано, что кривые напряжение — деформация заметно отклоняются от простой параболической формы, и сейчас установлено, что при деформации кристалов г. ц. к. металлов имеются три четко выраженные стадии упрочнения [15) (фиг. 2.23). Первая стадия, или стадия «легкого скольжения» [16], представляет собой участок с малой скоростью линейного упрочнения, напоминающий поведение цинка и кадмия при умеренной деформации. Вторая стадия представляет собой второй участок линейного упрочнения, скорость которого значительно больше, чем на первой стадии. Вторая стадия часто прекращается из-за раннего наступления третьей стадии, которая отвечает периоду уменьшения скорости упрочнения; для алюминия при комнатной температуре третья стадия является преобладающей и, вероятно, приближается к параболической кривой упрочнения, полученной Тейлором и Илам для менее чистого алюминия. Работами последних лет было показано, что поведение чистых металлических кристаллов при деформации невозможно представить единой кривой напряжение — деформация. Для различных металлов относительная доля трех стадий упрочнения изменяется, и даже для одного металла наблюдаются существенные изменения, которые необходимо учитывать.
Деформация металлических кристаллов
39
Хотя различные стадии упрочнения обусловлены структурными изменениями в металле во время деформации, корреляция между наступлением той или другой стадии и смещением оси растяжения к границе [001] — [111] стереографического треугольника отсутствует. Когда начинается двойное скольжение, очевидных изменений на кривых напряжение — деформация не наблюдается. Однако при выборе «симметричной» ориентации, например [001], деформационное упрочнение кристаллов с самого начала идет значительно быстрее, чем для тех, у которых оси растяжения находятся в середине стандартного треугольника.
ЛИТЕРАТУРА Общая
1. Sehmtd E., Boas JV., Kristallplastizitat, Berlin, 1935 (имеется перевод: Шмид E., Боас В., Пластичность кристаллов, в особенности металлических, M.—Л., 1938).
2. Elam С. f., The Distortion of Metal Crystals, London, 1936.
3. Seeger А.у Handbuch der Physik, Bd. III, Berlin, 1955, S. 7, 383.
4. Lawson W. Nielson 7\, Preparation of Single Crystals, London, 1958.
5. Jaoul ?., Etude de Ia PlasticitS et Application aux Metaux, Paris, 1966.
6. Mitckell T. E.t Dislocations and Plasticity in Single Crystals of Face-Centred Cubic Metals and Alloys, в книге: Stanford E. С, Pearson /. #., McGonnagle W. Progress in Applied Materials Research, vol. 6, 1964.
