Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
5 Й ?
III
Фиг. 9.3. Неоднородность деформации в образцах крупнозернистого алюминия [11].
Общая деформация растяжения 5%.
показали, что деформация не прерывается при пересечении границ зерен, однако границы оказывают на нее весьма существенное влияние, обнаруживаемое даже на макрорасстоянии.
Каррекер и Хиббард [13] исследовали неоднородность крупнозернистой меди, используя в качестве меры степени пластической деформации изменение угла кристаллографической оси и наблюдали явления, аналогичные описанным выше. Эти авторы обнаружили те же минимумы степени деформации вблизи границ со стороны меньшей деформации, однако со стороны более высокой деформации их сменяли максимумы; это обстоятельство авторы объяснили вынужденным скольжением в неожиданных системах.
[3. Деформация крупнозернистых агрегатов — микроструктура
Микроскопическое исследование предварительно полированных поверхностей деформированных крупнозернистых поликристаллических агрегатов непосредственно показывает, что ситуация сильно отличается от той, которая имеет место при растяжении монокристаллов. Даже при малых деформациях (1—5%) в каждом зерне отчетливо видно действие нескольких систем скольжения (фиг. 9.4); поэтому приемлемым может быть только сравнение с деформацией монокристалла, имеющего симметричную ориентировку, например [ООЦ или [111], когда одновременно действуют четыре или три системы скольжения. Внутри очень больших зерен после малой деформации вблизи центра зерна может быть обнаружена область, где деформация осуществляется за счет действия лишь одной системы скольжения, которая, однако, быстро исчезает при возрастании степени деформации. При меньшем размере зерен, обычно встречающемся на практике, влияние границ зерен ощущается во всем
13*
196
Глава 9
объеме 3Cj)Ha, и деформация осуществляется в основном за счет множественного скольжения.
Системы скольжения, действующие вблизи границы зерна и в других его местах, часто различаются благодаря влиянию деформации соседнего зерна. Боас и Огилви [14] исследовали это обстоятельство на образцах из поликристаллического алюминия, а также на образцах из а-латуни; преимуществом последних является сравнительная легкость обнаружения систем скольжения внутри образца после его разрезки, электролитического полирования и травления. В среднем авторы находили по две или три действующие системы скольжения в каждом зерне, однако в отдельных случаях
Фиг. 9.4. Множественное скольжение в слабо деформированном иолнкрнсталлическом алюминии (микрофотография, X 200).
наблюдали до шести систем; это означает, что скольжение идет также в неок-таэдрических системах, так как в противном случае можно было видеть лишь четыре семейства линий скольжения, являющиеся следами плоскостей {111}. Указанные авторы обнаружили также скольжение в плоскостях {100} и {110}. Вероятно, следует подчеркнуть, что результаты наблюдений свободной поверхности образца часто не соответствуют данным, полученным при исследовании поверхности сечения образца; последнее обстоятельство показывает, что в более стесненных условиях, вдали от поверхности образца, часто действует больше систем.
В некоторых случаях неоднородности, имеющие место в одном зерне, проникают через границу в соседнее зерно; более того, были обнаружены линии скольжения, пересекающие границы зерен. Огилви 115] проанализировал .эти явления и показал, что линия скольжения пересекает границу лишь в том случае, если она прямая и два соседних кристалла имеют общее направление (110), (112) или (113). Было обнаружено, что одно из этих направлений с точностью в пределах 2° совпадает с направлением линии пересечения плоскостей скольжения на границе. Тот факт, что в смежных областях одного зерна, являющегося частью агрегата, действуют различные системы скольжения, приводит к различным типам поворота решетки, так что исходный кристалл приобретает сложную разориентцровку. Некоторые
Деформация поликристаллических агрегатов
197
к появлению полос деформации, кото-кристаллографическом травлении де-
/Иелное зерно
из таких разорпентировок приводят рые могут быть обнаружены при формированного крупнозернистого алюминия и других металлов (гл. 8).
Другим следствием локализованной неравномерности скольжения является то, что размер зерна становится весьма важным фактором. При достаточно большом размере зерна сдерживающее влияние границ может не достигать внутренних областей зерен, однако с уменьшением диаметра зерна это сдерживающее влияние охватывает центральные области зерен, способствуя тем самым расширению зоны множественного скольжения. Центральная область крупного зерна мягче, чем мелкого (фиг. 9.5), поэтому деформационное упрочнение при ,деформации мелкозернистого агре гата будет больше, чем при деформации крупнозернистого агрегата.
Крупное зерно
Расстояние от межзєреннои границві
Ф и г. 9.5.
Влияние размера зерен на их деформацию [2].
§ 4. Теории деформации иолпкриеталлических агрегатов
Разработано несколько теорий, предназначенных для предсказания формы кривой напряжение — деформация поликристаллического агрегата, исходя из поведения монокристалла 149]. В гл. 2 показано, что для монокристалла
