Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
1J Скоростная пластическая деформация, осуществляемая взрывом.
Другие деформационные процессы в кристаллах
185
никованин упакованы в последовательности ABCDEFABCDE..., и если в этой структуре задать смещение, равное ~ а [111] (фиг. 8.12, е), то образуется дефект упаковки ABCDEFEFABC... Для образования двойникового кристалла указанную операцию необходимо проделать на каждой последующей плоскости (112), чтобы получить последовательность упаковки ABCDEFEDCBA (фиг. 8.12, г). Подобное превращение дает сдвиг 0,707, и именно такое значение получается из экспериментальных наблюдений [18]. Такого же изменения ориентировки можно достичь путем большего сдвига в противоположном направлении, а именно —а [111], но энергетически это невыгодно и практически не наблюдалось. Это подчеркивает ранее приведенное положение, согласно которому двойниковый сдвиг происходит в одном
Фиг. 8.12. Двойникование в о. ц. к. решетке [2].
направлении. Таким образом, как и в случае гексагональной структуры, ориентировка кристалла относительно приложенного напряжения и вид нагружения (растяжение или сжатие) определяют действие той или иной системы двойникования.
Склонность к двойникованию в объемноцентрированных кубических металлах возрастает с увеличением скорости деформирования, и двойники обычно не встречаются в чистом железе после растяжения при комнатной температуре. Однако в общем тенденция к двойникованию возрастает с понижением температуры испытаний, и при 4 К чистое железо деформируется двойникованием при растяжении. С другой стороны, деформация ударом вызывает двойникование при комнатной температуре.
Существенное влияние могут оказывать также примеси; например, добавка кремния к железу приводит к более активному протеканию двой-никованин при деформации. Подробно исследовано влияние примесей внедрения, таких, как кислород, азот и углерод, на двойникование ниобия [20]. Двойникование при медленном деформировании можно полностью подавить, если концентрация примесей внедрения достигает определенного уровня (2000 ¦1O-6 кислорода, 500-10-6 азота и 200-10"6 углерода).
Однако при ударном нагружении двойники возникают и при данном уровне примесей. Сплавы молибдена и вольфрама с рением и ниобия с ванадием, представляющие собой твердые растворы, легко двойникуются при
186
Глава 8
комнатной температуре даже при малых скоростях деформации. Было сделано предположение, что увеличение частоты двойникования обусловлено уменьшением энергии дефекта упаковки, но точных измерений энергии дефекта упаковки этих сплавов пока не проведено.
§ 0« ДвоЙниковаїше в гранецентрированных кубических
металлах
Давно полученные косвенные данные [22, 23] указывают на то, что деформационные двойники образуются в а-латуни. Рентгеновские дифракционные исследования напиленных порошков латуни позволили получить некоторые сведения о величине энергии дефекта упаковки и плотности двойников, но только в последние годы было получено подтверждение образования двойников при деформации с помощью прецизионных рентгеновских методов, электронной микроскопии и дифракции электронов. Деформационные двойники были обнаружены в кристаллах меди, деформированных при 4 К при высоком уровне напряжений [24]; кристаллы некоторых ориентировок деформировались двойникованием и при 77 К. Двойники обнаружены также в серебре и золоте [25], никеле [26], но во всех случаях для их получения необходимы очень высокие напряжения сдвига, например 15 кгс/мм2 для меди, 30 кгс/мм2 для никеля, которые достигаются только при низких температурах или больших деформациях. Так же, как в случае гексагональных металлов, двойникование в гранецентрированных кубических металлах при низких температурах часто приводит к появлению зубчатости на кривых напряжение — деформация. Плоскостью двойникования неизменно является плотно упакованная плоскость {111}, которая представляет собой также плоскость скольжения во всех гранецентрированных кубических металлах, а направлением двойникования — (112).
Эксперименты на кристаллах меди показывают, что при 4 К двойникование часто начинается и распространяется через кристалл от одного захвата, подобно распространению полос Людерса. Плоскостью двойникования обычно является плоскость первичного скольжения типа (111); двойники по ней образуются после того, как в результате деформации напряжение сдвига повышается до достаточно высокого уровня. Наступление двойникования обнаруживается по появлению на кривой растяжения зубчатости и площадки того же типа, как при деформации Людерса (фиг. 8.13). Микроскопически кристалл имеет вид полностью сдвойникованного, но электронно-микроскопические исследования показывают, что двойниковые области содержат большое количество тонких двойниковых полос шириной до 5000 А, занимающих около 50% объема таких областей.
Сплавы — твердые растворы гранецентрированных кубических металлов, например серебра с золотом [25], меди с цинком, алюминием, галлием, германием, индием [27], двойникуются во время деформации легче, чем чистые металлы. Это видно по более низким значениям приведенного напряжения сдвига, при которых образуются двойники, например, для твердых растворов на основе меди 4—12 кгс/мм2.
