Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Папиров И.И. Пластическая деформация бериллия

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
21.54 Mб
Скачать

что при одинаковом количестве примесей металлов значения T(oooi) выше у исследованного ими бериллия. Учитывая, что Спенглер и др. [20] при зонной плавке бериллия использовали очень чистый инертный газ, это различие можно объяснить неодинако­

вым содержанием

ВеО в исследованных

монокристаллах.

Шоуб

и др. [57]

пропускали

через

установку

для зонной

плавки

чистый гелий

и его смеси

с водородом

и азотом. Вели­

чину т ( 0

0 0

1 ) определяли косвенным

методом

по изгибу

кристал­

лов. Все испытания

проводили последовательно

на

одном и

том же кристалле после разного

количества

проходов зоны.

Первые

пять проходов, а также

7-й и 10-й

 

были

проведены

в чистом

гелии.

Относительные

значения

т ( 0 0 0 | )

приведены

в табл. 1.7, из которой следует, что азот

не влияет

на

величину

Влияние газовых примесей на

Число п р о х о ­

Газ

дов

при зон-

нон

плавке

 

5Не

6Н е + Н 2

7Не

8

Не +

Н 2

9

Не +

Н 2

10Не

11Не + N 2

 

 

 

Т а б л и ц а 1.7

" ( о о о і ) бериллия

[57 ]

 

 

Содержание примесей, об . %

 

у входа в

у

выхода

е д .

 

установку

из

установки

0,33

0,3

1

3,7

1

0,3

0,3

0,7

>о,з

>о,з

0,7

0,5

0,6

0,3

0,3

т (оооі)' а

в о Дород увеличивает критическое напряжение

и сте­

пень упрочнения при базисном скольжении у бериллия

средней

чистоты и не влияет на свойства чистых

кристаллов.

 

Тристем [58] после высокотемпературного отжига

кристал­

лов бериллия в кислороде

(1000° С, ро. =250 мм рт. ст.) не на­

блюдал

изменения т ( 0 0 0 1 )

(0,34 кГ/мм2),

но обнаружил

значи­

тельное

увеличение критического напряжения (до 1,3 кГ/мм2)

после отжига кристаллов, предварительно покрытых графитом. Контроль содержания примесей не проводился. Однако нами наблюдалось некоторое повышение т ( 0 0 0 1 ) после отжига кристал­ лов высокой чистоты на воздухе при 1000° С, которое, вероятно, связано с влиянием окисной пленки.

Кауфман и др. [16—18] пытались устранить

следы

примесей

внедрения путем их связывания в соединения.

Из-за

высокой

химической активности бериллия число легирующих элементов,

образующих более стабильные

по сравнению с ним

окислы,

карбиды и нитриды, невелико.

Сравнение свободных

энергий

образования

этих

соединении

показывает,

что

примеси

J i , Zr,

U, Th и Hf могут

быть

использованы

для

связывания углерода

и азота, а примеси Са,

Рг и Th — для

связывания

кислорода.

В работах [16—18] для связывания примесей

внедрения

в кри­

сталлы после шести проходов

(6 = 200)

вводили примеси Ті и Th

в количестве от 0,1 до 1 % и 'проводили два дополнительных

про­

хода зоны. Из-за отсутствия

 

 

 

 

 

 

 

надежных

 

аналитических

 

 

 

 

 

 

 

методов

контроля

концент­

 

 

 

 

 

 

 

рацию

примесей

 

внедрения

 

 

 

 

 

 

 

не

измеряли.

 

Остаточное

 

 

 

 

 

 

 

электросопротивление

после

 

 

 

 

 

 

 

такой

операции

не

изменя­

 

 

 

 

 

 

 

лось.

Заметного

 

изменения

 

 

 

 

 

 

 

величины т(1 0 г0 )также не об­

 

 

 

 

 

 

 

наружено. Хотя

прямая ин­

 

 

 

 

 

 

 

формация

о

влиянии

леги­

 

 

 

 

 

 

 

рования

 

на

концентрацию

 

 

 

 

 

 

 

примесей

 

внедрения

и

кри­

 

 

 

 

 

 

 

тические

напряжения

сдвига

 

 

 

 

 

 

 

не

была

 

получена,

авторы

 

 

 

 

 

 

 

работ

[16—18]

 

на

основа­

 

 

 

 

 

 

 

нии этих

 

наблюдений

скло­

0,001

1,0

 

 

 

 

 

няются

к мнению

о том, что

 

 

 

 

 

высокое

 

 

сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

призматическому

 

течению

Рис. .15.

И з м е и е н и е т ( 0 0 0 | )

и т { 1

0 г 0 )

в

присуще

 

самому

 

бериллию,

а

не является

результатом

сплавах BeСи [31] .

 

 

влияния

 

примесей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Легирование бериллия примесями металлов, обладающих заметной растворимостью, приводит к изменению соотношения T (ioTo)/'r (oooi) ( т а б л . 1.8,рис. 1.15).Вследствие более сильного увеличеният( 0 0 0 | ) это отношение изменяется от 40/1 в бериллии вы-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1.8

Соотношение критических напряжений сдвига базисного и призматического

скольжений в твердых

растворах

на основе бериллия

[16—18,

20]

 

 

 

 

 

 

 

Базисное

сколь ­

Призматическое

 

 

Легирую ­

Содержание

при­

 

жение

 

скольжение

 

Т ( 1 0 1 0 )

б

 

 

 

 

 

 

щий)

 

меси

 

 

р

 

 

 

 

 

элемент

 

 

 

 

(1' Т

 

 

 

т ( 0 0 0 1 )

 

 

 

 

т ( 0 0 0 1 ) '

( 1 0 1 0 , .

у

л

 

 

 

 

 

кГ!ммг

у

•«

кГ/мм'

 

 

 

 

 

 

 

1000

0,14

 

100

5,6

 

40/1

Fe

0,08

(ат.

% )

5

1,4

>

135

6,9

 

5/1

Ni

0,87

(вес.

% )

4

1,8

 

10

6,8

 

4/1

Си

~ 5

(вес.

% )

5,5

 

23

8,0 •

36,8

 

1,5/1

сокоії

чистоты до

3/2

в сплаве Be — 5 % Си. При этом

относи­

тельное удлинение

за

счет

базисного

и призматического

сколь­

жений

в сплавах

с медью

остается

высоким. Характер

разру­

шения сплава меняется: вместо скола по базису сплавы с медью имеют зигзагообразный излом с чередующимися ступеньками

плоскостей (0001) и (1120).

Таким образом, высокие напряжения сдвига для 'призматиче­ ского скольжения в бериллии, вероятно, не связаны с -влиянием примесей, а присущи самому бериллию. На это указывают сле­ дующие факты: значения Т ( 1 0 - т 0 ) слабо меняются с чистотой кри­ сталлов, причем при 6 > 1000 t ( 1 0 r 0 ) вообще перестает зависеть от

6 [16, 54, 59] (см. рис. 1.3); попытки

связать примеси внедрения

в чистом металле за

счет легирования титаном и торием не при­

водят К уменьшению

В е Л И Ч И Н Ы Т ( [ 0 г 0

) .

1.4.Пирамидальное скольжение.

Сж а т и е кристаллов вдоль оси с

Многие исследователи, в том числе Конрад и Перлмюттер [60] и Мак-Лин [61], считают, что одна из главных причин хруп­ кости бериллия при температурах ниже 200° С — отсутствие пи­ рамидального скольжения с небазисным вектором Бюргерса. Даже если этот фактор не является решающим (см. п. 3.9), важ­ ность пирамидального скольжения в деформации поликрнсталлического бериллия не вызывает сомнений.

Пирамидальное скольжение с небазисным вектором Бюр­ герса обычно изучают при сжатии кристаллов вдоль оси с. В этом случае из-за отсутствия компоненты напряжений в си­

стемах

(0001) < 1 1 2 0 >

и {10І0} < 1 1 2 0 >

базисное и

призма­

тическое

скольжения не реализуются, а двойникование по пло­

скостям

{1012} также не может иметь места, так как

двойники

в этой

системе образуются

в результате

удлинения

образца

вдоль оси

с (см. п. 1.5).

В

реальных условиях деформации по

рассмотренным далее причинам базисное скольжение и двойни­

кование все-таки происходят,

однако

суммарная

деформация

до разрушения оказывается малой.

 

 

 

 

При низких температурах деформация кристалла при сжатии

вдоль оси с практически отсутствует. Согласно

дислокационным

представлениям,

деформация

кристаллов

в условиях, исклю­

чающих любые

виды

пластичности,

должна

сопровождаться

значительным увеличением их

прочности. Бериллий — один из

немногих металлов,

кристаллы

которых,

обладая

анизотропией

и ограниченным числом элементов скольжения и двойникования, могут быть ориентированы таким образом, чтобы исключить пластическую деформацию. Поэтому изучение кристаллов берил­ лия при сжатии вдоль оси с представляет интерес для решения

двух вопросов: наличия или отсутствия пирамидального сколь­

жения

(особенно в кристаллах

бериллия

высокой

чистоты и

сплавов

на

его основе при Г>300°К) ті определения

прочности

при полном

запрете пластической деформации (особенно

в кри­

сталлах

низкой 'чистоты и при

Т<300°\{).

 

 

 

1.4.1. Ориентирование кристаллов для

испытаний

на

сжатие.

При сжатии кристаллов вдоль оси с большое внимание следует

уделять

точности

'Соблюдения

ориентации

кристаллов. У

кри­

сталлов

высокой

чистоты

с низкими

значениями

т ( 0 0 0 1 )

(~0,2 кГ/мм2) отклонение оси

сжатия от

оси с на угол

4-—5'

приводит к базисному скольжению при максимальных напряже­ ниях — 200 кГ/мм2, развиваемых при таком виде деформаций. В большей части ра'бот это условие не соблюдалось, причем от­

клонение достигало 1°. Кроме того,

следует

учитывать, что

у кристаллов бериллия разориентация

блоков

может составлять

десятки минут и даже градусы [66]. Поэтому вырезка моноблоч­ ных образцов со строгим соблюдением ориентации встречает трудности.

В нашей лаборатории, а также в институте Франклина (США) [38, 46] разработаны двукружные гониометры для ори­ ентирования и шлифовки кристаллов с погрешностью не более нескольких угловых минут. К сожалению, такой точностью во многих случаях не удается воспользоваться из-за структурного несовершенства кристаллов бериллия. В работе [66] для точного контроля ориентации использован метод Косселя. Очень часто при вырезке кристаллов для сжатия используют естественные сколы бериллия по плоскости спайности (0001). С этой целью вначале выкалывают плоскопараллельные пластинки, торцами которых является плоскость базиса, и затем разрезают их на образцы [16—18]. Недостатком этого метода является наличие ступенек на плоскости скола, что увеличивает погрешность при шлифовке. В большей части ра'бот кристаллы на сжатие ориен­ тировались таким образом, чтобы боковыми гранями служили две призматические плоскости (10Ї0) и (1120).

Независимо

от

строгости

соблюдения

ориентации,

избе­

жать базисного скольжения

при сжатии

кристаллов

 

вдоль

оси с обычно не удается. Линии базисного скольжения

наблю­

даются у мест контактов образца с захватами

машины,

и

их

количество уменьшается по мере удаления

от

торцов.

При

от­

клонениях до '~2'

линии базисного скольжения

наблюдаются

при напряжениях

ниже критического. Возможно,

это

связано

с появлением

сил

трения в захватах в результате

пуассонов-

ского расширения

кристаллов [46].

 

 

 

 

 

 

1.4.2. Температурная зависимость пределов текучести и проч­ ности. Результаты испытаний кристаллов бериллия и его спла­ вов на сжатие вдоль оси с приведены в табл. 1.9 и на рис. 1.16. Имеются некоторые 'несоответствия данных работы [12], с од-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1.9

Характеристики

прочности

и пластичности

монокристаллов

бериллия

 

 

и его

сплавов при сжатии

вдоль

оси с

 

 

 

 

 

 

Характеристика

 

«V

к Г/л.ч1

 

р

0/

 

 

Лите ­

 

 

 

V

 

 

образцов

 

Т, " К

 

 

Ьу „р. /0

"пласт •

рату­

 

 

 

 

 

 

Е М І 0 - 3

кГ/мм'

 

 

 

 

ра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 9 , 9 %

Be

 

4,2

.—

532

1,1

0,6

 

[12]

 

 

 

 

77

410

0,9

0,9

 

 

 

 

 

300

—.

210

0,6

1,0

 

 

 

 

 

 

500

112

124

0,4

4,3

 

 

 

 

 

700

 

68,9

90

0,3

7,5

 

 

 

 

 

900

50,4

72

0,3

9,2

 

Be SR-Пешине,

77

382

н. о.

< 5 -10—'

[38]

литой

 

 

207

296

II.

о.

< 5 - 1 0 ~ 4

 

 

 

 

 

300

.—

223

н.

о.

< 5 - 1 0 - 4

 

 

 

 

 

463

230

н.

о.

< 5 - 1 0 - 4

 

 

 

 

 

573

208

н.

о.

< 5 - 1 0 — 1

 

 

 

 

 

678

188

и.

о.

< 5 . 1 0 - 4

 

Be высокой

чи­

297

 

 

229

и.

о.

< 5 -

Ю - 4

[381

стоты,

12

про­

493

199

214

240

н.

о.

0,104

 

ходов

зонной

606

179

192

н. о.

н.

о.

и.

о.

 

плавки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be—4,37%

Си

298

234

270

308

и. о.

0,70

138]

 

 

 

 

473

139

184

224

II.

о.

0,59

 

 

 

 

 

637

139

185

207

и.

о.

0,3

 

В е - 5 , 2 4 %

N i

297

205

244

273

н.

о.

0,51

[38]

 

 

 

 

450

149

190

243

и.

о.

0,89

 

 

 

 

 

627

153

176

211

н.

о.

0,63

 

н.о. — не определяли .

ной стороны, и работ [16—18, 38, 46] — с другой. Учитывая вы­ сокую прецизионность вырезки п испытаний 'кристаллов в ра­

ботах [16—18, 38, 46], причина заметной пластической

дефор­

мации кристаллов при температурах

4,2—300° К

в

отсутствие

пирамидального

скольжения в работе [12] не 'вполне

ясна. Воз­

можно, это объясняется некоторой

дезориентацией

образцов

и развитием базисного скольжения перед разрушением.

 

 

Кристаллы бериллия технической чистоты при всех темпе­

ратурах испытаний (77—678° К) разрушаются хрупко и

без за­

метной пластической деформации [38]. Их прочность при

ком­

натной температуре, по данным разных авторов,

меняется

от

120—170 кГ/мм2

[4—6, 62, 63] до 210—230 кГ/мм*

 

\\2, 38, 46],

а у сплавов Be—Си — д о 308 кГ/мм2 [38].

При

низких температурах прочность

повышается,

достигая

рекордного

для

макроскопических

образцов

значения

~ 5 3 0 кГ/мм2

при

4,2° К [12]. При Г>300°К,

за исключением

данных

Гарбера и др. [12], прочность

меняется

слабо,

и на кри­

вой а(Т)

наблюдается плато (см. рис.

1.16) [4, 5, 16—18, 38, 46].

Разрушение кристаллов при сжатии вдоль оси с проанализиро­

вано в

п. 3.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.3. Пирамидальное

скольжение в бериллии.

В металлах

с г. п. у.-структурой

возможны

две

системы

 

пирамидального

скольжения (см. п. 4.1): с вектором

Бюргерса,

лежащим

в пло­

скости

базиса, { 1 0

П } < 1

1 2 0 > , и с небазисным

вектором

Бюр­

герса,

{1122} < 1123>. В

опытах

по

сжатию

кристаллов

вдоль

оси с обычно ставится цель изучить

второй

вид

деформации.

Скольжение в системе {1011} < 1 1 2 0 > при этом должно

отсут­

ствовать, так как компонента напряжений вдоль оси а равна нулю. Возможно, этот вид деформации иногда реализуется при сжатии кристаллов вдоль оси с при повышенных темпе­ ратурах (см. п. 1.4.5 и 1.4.7).

Результаты исследований пирамидального скольжения в бе­ риллии противоречивы. Одна из возможных причин несоответ­ ствия результатов разных работ состоит в зависимости прочно­ сти при пирамидальном скольжении от содержания примесей, которое в разных работах менялось в значительных пределах. Однако даже с учетом этого фактора остаются некоторые неяс­ ности при сопоставлении экспериментальных данных (табл. 1.10).

 

 

 

 

 

t а б л и ц а

1.10

Результаты исследования

кристаллов

бериллия при

сжатии вдоль оси с

 

 

 

Темпера ­

Характеристика д е ­

 

 

 

Характеристика

формации, предпола­

 

Литера­

тура ПСПЫ-

Примечание

образцов

гаема»

система с к о л ь ­

 

тура

 

таинії,

°K

 

жения

 

 

 

~ 9 9 , 8 % Be

- 9 8 , 9 % Be

« 9 9 , 9 % Be

9 9 , 8 5 % Be

99,85% Be

99,97% Be

< 7 7 3

Хрупкое

 

разруше­

Чистота

 

бериллия

[5]

 

 

ние

без

деформа­

завышена

 

 

 

 

 

ции

при

кГ/мм"-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а а . и

 

140

 

 

 

 

 

 

 

773—1273

Пластнческая

де­

Гипотетическое

на­

[6]

 

 

формация

при

правление

сколь­

 

 

 

 

 

Г = 1073-И 273 "К

жения

< 1 1 2 1 >

 

4,2—873

Пластическая

де­

=4112.1}

=

кГ/мм*

[7, 12]

 

 

формация

 

увели­

=

112

 

 

 

 

чивается

с

ростом

(500 °К),

 

 

 

 

 

температуры (см.

50,4

кГ/мм2

 

 

 

 

табл.

1.9)

 

(900 °К)

 

 

 

 

> 5 0 0

{1124} <

1123 > (?) *,

Сообщение о

пира­

 

 

 

{1122} < 1 1 2 3 > ,

мидальном

сколь­

 

 

 

 

( Ю Н )

 

жении

при

293°К

 

 

 

 

 

ненадежно

[12]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

468—553

{10ТI}

 

< П 2 3 >

o" ~

28,3

 

кГ/лш*

[64]

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(468°К)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72 кГ/мм* (483°К)

 

453,

473

{1125)

 

 

 

 

Значительный

 

раз­

[28]

525,

618

(1124)

 

 

 

 

брос

значений

as

 

 

 

 

 

 

 

 

и

температур,

со­

 

 

 

 

 

 

 

 

ответствующих

 

 

 

 

 

 

 

 

появлению

линий

 

 

 

 

 

 

 

 

скольжения

 

 

 

99—99,999% Be

493—973

(0001) < 1 1 2 0 > ,

 

Скольжение

{1122)

[16—18]

( 6 = 4 н-3300)

 

{101л:}

< 1 1 2 0 > ,

< 1 1 2 3 > не

наб­

 

 

 

 

двойникование

 

людалось,

следы

 

 

 

 

{10Ї2}

 

 

скольжения

в

си­

 

 

 

 

 

 

 

стеме

{lOLv}

 

 

Be (б я

400)

293

Упругая

деформа­

Разрушение

при

121.

 

 

 

ция

 

 

о в

=

120 -4-

 

 

63—67]

 

 

 

 

 

 

135 кГ/мм*

 

 

 

473—673

(0001) < 1 1 2 0 >

 

Извилистые

линии

 

 

 

 

 

 

 

скольжения

 

 

 

 

 

673—873

(0001) < П 2 0 >

и Ползучесть

 

 

 

 

 

 

{101л:}

< 1 1 2 0 >

 

 

 

 

 

 

 

9 9 , 9 9 %

Be

293

Небольшая

пласти­

Системы скольжения

[26]

(6 «

330)

 

ческая

деформа­

не

 

определены,

 

 

 

 

ция

 

 

двойникование

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 1.10

 

 

Темпера ­

Характеристика д е ­

 

Литера­

Характеристика

формации,

предпола ­

Примечание

образцов

тура пспы-

гаемая система сколь­

тура

 

 

таїшії,

°І<

жения

 

 

 

Be SR-Пешиие

77—682

Упругая

деформа­

 

[36,

38,

 

 

 

 

ції я

 

 

39,

68,

> 99,999%

Be І

293—633

(1122) < 1 1 2 3 >

См. табл. 1.11

69]

 

B e — 4 , 3 7 %

Си

 

 

Be—5,2496

N i J

 

 

 

 

 

 

 

• Направление

< 1 1 2 3 > не

л е ж и т в плоскости { I 1 2 4 } .

 

 

Ли и Брик [5] при сжатии кристаллов вдоль оси с при темпе­ ратурах до 770° К обнаружили хрупкое разрушение кристаллов без заметной пластической деформации при напряжениях 150—

200 кГ/мм2.

Туэр

и

Кауфманн [6] заметили, что кристаллы,

сжимаемые

вдоль

оси

с при 970—1270° К, однородно деформи­

ровались, принимая бочкообразную форму. Напряжение пласти­ ческого течения изменялось от 4,7 до 2 кГ/мм2 в области темпе­ ратур 1070—1270° К- Потемнение поверхности кристаллов не по­ зволило обнаружить линий скольжения. Поэтому авторы огра­ ничились предположением, согласно которому деформация свя­

зана с

пирамидальным скольжением в направлении, отличаю­

щемся

от

< 1 1 2 0 > ,

или

с двойникованием в системах

типа

{112х}. Кроме того,

было

высказано предположение,

что

тем­

пература

пластификации

при сжатии кристаллов

чистотой

~ 9 8 , 9 % вдоль оси с

лежит между 773 и 973° К. В дальнейшем

опыты по сжатию кристаллов бериллия вдоль оси с были про­

должены в работах [7, 9—12,

16—18, 21, 26, 28, 36, 46, 62—68]

(см. табл. 1.10). При

анализе

этих результатов целесообразно

разграничить области

низких

(вблизи комнатной),

средних

(470—670) и высоких

( > 6 7 0 ° К ) температур.

 

1.4.4. Пирамидальное скольжение {1122} < 1 1 2 3 >

при ком­

натной температуре. Большинство исследователей,

изучавших

сжатие кристаллов бериллия технической чистоты вдоль оси с, считают, _что пирамидальное скольжение в системе {1122}<1123> при комнатной температуре отсутствует: линии

скольжения не наблюдаются, пластическая

деформация близка

к нулю [16—18, 38, 46, 63, 68]. Испытание

монокристаллов чи­

стым срезом вдоль

плоскостей {10Ї0} и

{1120} также не по­

зволило

обнаружить

скольжения дислокаций с небазисным

вектором

Бюргерса [46].

 

Однако, при увеличении чистоты кристаллов и при легирова­ нии чистых кристаллов медью и никелем возможно изменение характера разрушения и появление линий пирамидального

скольжения [36—39, 68—70]. При сжатии кристаллов ультра­ высокой чистоты, полученных сочетанием вакуумной дистилля­

ции п зонной плавки,

наблюдается небольшая ( ~ 0 , 0 2 % ) пла­

стическая деформация

за счет пирамидального скольжения

[39, 69]. Хотя некоторые кристаллы высокой чистоты и разру­ шаются без заметной деформации (ех ,< 1 0 - 4 % ) , однако вблизи поверхности разрушения у них иногда наблюдаются отдельные липни пирамидального скольжения. Предшествует ли пирами­ дальное скольжение разрушению или возникает после пего, ие установлено [39, 68]. Линии пирамидального скольжения наблю­ даются также при испытаниях кристаллов бериллия высокой чистоты на изгиб [70]. В этом случае отдельные следы скбльження имеются при температурах ниже комнатной.

Даже в кристаллах сверхвысокой чистоты пирамидальное скольжение развито слабо Линии скольжения {1122}<1123> наблюдаются лишь у поверхности скола, и пластическая дефор­ мация незначительна. Скольжение усиливается в кристаллах,

легированных медью (4,37%) и никелем

(5,24%). В

кристаллах

сплавов пирамидальное скольжение

при

комнатной

темпера­

туре обнаружено

при сжатии и изгибе [39]. Линии скольжения

{1122}<1123>

идентифицированы

металлографически.

Их

плотность в кристаллах сплавов значительно выше, чем в сверх­ чистых кристаллах, в которых при комнатной температуре за­ мечены линии лишь одной из шести возможных систем сколь­ жения. Сдвиг на ступеньку в кристаллах сплавов равен 200— 500 А.

Напряжения течения сплавов сравнимы с разрушающими напряжениями в бериллии технической и высокой чистоты (см. табл. 1.9). Поэтому можно полагать, что легирование не столько облегчает пирамидальное скольжение, сколько способствует по­ вышению разрушающих напряжений. Величина напряжений те­ чения уменьшается с ростом температуры в области 297—473° К, но затем почти не меняется в области 473—637° К. Упрочнение сплавов практически не зависит от температуры. При всех тем­ пературах испытании сплавов на поверхности образцов наблю­ даются линии пирамидального скольжения. Увеличение пла­ стичности монокристаллов сплавов по сравнению с чистым ма­ териалом также является результатом повышения разрушающих напряжений, что, по-видимому, связано с изменением поверх­ ностной энергии бериллия при его легировании.

Исследование структурных изменений непосредственно в про­ цессе сжатия кристаллов чистотой 99,6%, выполненное нами на специально сконструированной для этой цели рентгеновской ка­ мере [71], показало, что при напряжениях менее 60 кГ/мм2 ка-

1 Отметим, что

в отличие от Дамиано, Лондона

и др. [39, 46,

68, 69]

Кауфман с сотр. [16—18] не обнаружили его даже в

кристаллах с

относи­

тельным остаточным

сопротивлением ~ 3 3 0 0 .

 

 

кие-лнбо изменения на рентгенограммах отсутствуют [62]. При дальнейшем увеличении нагрузки происходит разбиение рефлек­ сов, соответствующее слабой фрагментации и блокообразованию. Этот процесс прогрессирует с возрастанием нагрузки. Вплоть до разрушения кристаллов не наблюдалось никаких эф­ фектов сдвиговой пластической деформации даже в том случае,

когда

при съемке

последней рентгенограммы

образец

разру­

шался

в процессе

экспозиции.

 

 

 

Отжиг монокристаллов

чистотой ~ 9 9 , 6 %

при 673° К под

плавно

[~0,2 кГ/(мм2-ч)]

возрастающей до

10

кГ/мм2

нагруз­

кой, приложенной вдоль оси [1010], приводит к понижению раз­

рушающих

напряжений

при

последующем

сжатии

кристаллов

в направлении главной

оси

при

комнатной

температуре

[31].

1.4.5. Пирамидальное

скольжение {1122}

< 1 1 2 3 >

в

области

температур

470—670° К. Пирамидальное скольжение

в

области

средних температур обнаружено

и исследовано в работах

[12,

28, 36, 38, 64, 68, 72]. Наиболее достоверными, на наш взгляд,

являются результаты Лондона

и Дамиано,

полученные

при

сжатии кристаллов сверхчистого

бериллия

и

сплавов Be — Си

и

Be — N i [36, 38, 68]. С другой

стороны,

в работах Ле

Азифа

и

Дюпуи [63, 66, 67], а также Кауфмана и

др. [16—18] при сжа­

тии кристаллов бериллия вдоль оси с следов скольжения с не­

базисным вектором Бюргерса и дислокаций типа с + а

не уда­

лось обнаружить вплоть до 870° К. Если результаты Ле

Азифа

и Дюпуи в какой-то мере можно объяснить тем, что они исполь­ зовали кристаллы недостаточно высокой чистоты (~99,75% Be), выращенные методом Чохральского из Be SR-Пешине, то Кауф­ ман и другие испытывали кристаллы, полученные зонной плав­

кой, которые имели относительное остаточное

электросопротив­

ление 6 = 3300.

Поэтому

причина

расхождения

их

результатов

с результатами

Лондона,

Дамиано и др. [38, 68] не ясна.

Сле­

дует подчеркнуть, что пирамидальное скольжение

наблюдалось

лишь при испытании кристаллов

повышенной (более 99,9%

Be)

чистоты. По-видимому,

в

кристаллах низкой

чистоты

пира­

мидальное скольжение

в

этой

области температур отсутст­

вует.

 

 

 

 

 

 

 

В работах [12, 28, 64] системы

скольжения однозначно не оп­

ределены. Приводимые авторами этих работ индексы плоско­

стей и направлений скольжения нуждаются

в проверке. Гарбер

и др. [12] считают, что пирамидальное скольжение при

темпера­

турах

500—900° К

происходит_ преимущественно

в

плоскости

{1124},

а также в

{1122} и

{10І1}. Мур и др. в работах [64, 73]

сообщили о пирамидальном

скольжении

в

системе

{1011} с

предполагаемыми

направлениями < 1 0 1 1 >

или < 1 1 2 3 > , а в ра­

боте [28] фигурируют системы скольжения

{1125}

и {1124}. От­

мечается значительный разброс значений напряжения течения и пороговых температур начала скольжения. При анализе этих

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ