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

ким образом, что весь кристалл переходит в двойниковое поло­ жение. Очень наглядно этот процесс выявляется рентгенографи­ чески, если производить съемку кристалла на разных стадиях деформации.

снималось несколько десятков рентгенограмм, соответствующих

наются двойникованне и призматическое скольжение. Последнее

призматическое скольжение затухает. В конце процесса передвойникования ориентация образца меняется на угол 84° по от­ ношению к исходной. Затем возможна дальнейшая деформация кристалла с новой ориентацией.

Хотя нормаль к плоскости базиса после передвойникования отклонена на угол 6° от оси приложения нагрузки, тем не менее базисное скольжение вплоть до разрушения кристалла не раз­ вивается. Это свидетельствует о значительном предварительном упрочнении. Разрушение переориентированных кристаллов про­

п. 1.4). В работе [9] отмечается увеличение прочности и пла­ стичности (соответственно на 80 и 35%) У передвойннкованных кристаллов. С возрастанием температуры испытаний или с по­ вышением чистоты кристаллов, когда начинает преобладать де­ формация сдвигом, линии скольжения легко проходят через двойники, испытывая лишь слабое изменение направления. Повидимому, здесь имеет место инициирование базисного сколь­ жения в теле двойника призматическим скольжением в мат­ рице.

1.5.2. Критическое напряжение двойникования. Двойникова­ нне металлических кристаллов сопровождается скольжением и другими видами пластической деформации, затрудняющими изу­ чение этого процесса. Из-за изменения фактора концентрации напряжений в области источника критические напряжения за­ рождения двойников и движения их границ могут меняться в значительных пределах. Зарождение двойников происходит при больших напряжениях, чем движение их границ. Поэтому при наличии в образцах микродвойников, образующихся, на­ пример, в процессе шлифовки, возможно занижение истинного значения ТдВ . Зародыши двойников образуются при значитель­ ных местных напряжениях, учесть которые сложно. Двойнико­ вые прослойки обычно возникают у дефектов, которые уже

имелись в образце либо образовались в процессе предшест­ вующего скольжения.

К процессу двойникования применим закон Шмидта. У цин­ ка и бериллия двойникование практически всегда начинается в

При сжатии происходит некоторое уменьшение объемной энер­

разование двойников при сжатии облегчается. Это обстоятель­ ство, однако, не объясняет причины различного характера температурных зависимостей напряжений двойникования в этих работах. По-видимому, критические напряжения двойникования сильно зависят от предшествующей деформации скольжения и

напряжения, соответствующего началу двойникования, умень­ шается почти в два раза — от 11 до 6 кГ/мм2. При этом двой­ ники появляются непосредственно перед разрушением образца вблизи поверхности скола. Большая часть двойников в этой области связана с микротрещинами. По нашим данным, леги­ рование кристаллов бериллия, так же как и понижение их чи-

Границы двойников, образующихся при высоких температурах, часто имеют извилистый характер [77, 93].

Двойниковаиие при деформации моно- и поликристаллов бериллия имеет место в области температур до 973—1373° К [4—6, 8, 77, 87, 94]. Деформация прокаткой создает более бла­ гоприятные условия для двойникования по сравнению с обыч­ ным растяжением или сжатием [771. При прокатке монокри­ сталлов, ориентированных осью с вдоль направления деформа­ ции, большое количество двойников возникает даже при 1273— 1343° К, причем деформация за счет двойникования составляет 60—75% суммарного обжатия [77] . При прокатке поликристал­

деформации количество двойников уменьшается, но они имеют большие размеры и приобретают плоскопараллельную форму (вместо клиновидной) [4, 5, 8] . По-видимому, с повышением температуры уменьшается вероятность образования зародышей, но облегчается движение двойниковых границ.

{2203} (20,4—293° К), {1124} (29а—873° К) сообщалось в рабо­ тах [7—10, 25, 95]. Наибольшее количество систем двойнико­ вания, по мнению авторов работы [ 9 ] , реализуется при темпе­ ратурах вблизи комнатной. За исключением двойникования по плоскости {10П}, все другие системы определены на основа­ нии косвенных наблюдений и требуют проверки.

Двойниковаиие по плоскости {1011} с направлениями < 1 0 1 1 > либо < 1 1 2 3 > обнаружено также при сжатии моно­ кристаллов сплава Be—4,4% Си вдоль оси с при комнатной температуре и напряжениях 250 кГ/мм2 [36, 46] . Двойники этого вида, в отличие от двойников системы {1012} < 1011 > , приводят к сжатию кристаллов вдоль оси с. С ростом темпера­ туры напряжение их образования снижается. Двойники в этой системе обычно имеют малую толщину и не распространяются через весь кристалл.

1.5.5. Особенности двойникования бериллия. При двойнико­ вании бериллия в системе {1012} < 101 1 > наблюдаются некото­ рые специфические эффекты.

ванием петель с дефектами упаковки. Следовательно, для их возникновения необходим наклеп, обусловленный зарождением двойников.

нию. Это согласуется с предположением об образовании в про­ цессе двойннкования вакансий, которые при нагреве конденси­ руются с образованием петель.

Дополнительные сведения о дислокационной природе двойни-

Кроме скольжения и двойннкования при деформации берил­ лия наблюдаются некоторые типы несимметричной переориента­

геометрических соответствий между переориентированными об­ ластями и матрицей. Угол, на который происходит поворот кри­ сталлической решетки, определяется не только структурой кри­ сталла, но и степенью деформации.

Сбросы (изгибы, перегибы) представляют собой полосу или зону между двумя монокристаллическими участками деформиро­ ванного образца (матрицей), в которой кристаллическая решет­ ка повернута относительно матрицы на некоторый угол, зави­ сящий от степени деформации. Сбросы возникают в результате скольжения и образования рядов краевых дислокаций, выстроен­ ных в плоскости изгиба. Поворот решетки в полосе сброса про­ исходит в результате увеличения плотности дислокаций в пло­ скости изгиба. Поворот происходит вдоль оси, лежащей в пло­ скости скольжения и перпендикулярной к направлению сколь­ жения. Поэтому сбросы иногда называют вращательным сколь­ жением с изгибом [96, 98].

Сбросы относятся к числу пластических нестабилы-юстей и возникают под действием изгибающих моментов в местах неод­ нородной деформации. Такие моменты всегда возникают при ра­ стяжении или сжатии кристаллов, так как равномерному сколь­ жению препятствует соосность захватов. Их образованию спо­ собствует также неравномерное распределение скольжения по длине образца, возникающее, например, под влиянием поверхно­ стных дефектов (царапин, включений и пр.). Как правило, сбро-

1 Окончательная терминология различных видов несимметричной переориентации еще не сложилась.

их иногда называют полосами деформации, хотя последний тер­

Туэр и Кауфмаын [6] под деформационными полосами под­ разумевают также области локализованного действия вторичной,,, системы сдвигов в матрице, деформация которой осуществляется' скольжением по основной системе трансляции. Деформационные

напряжений в действующих системах скольжения, двойникования и разрушения при данной ориентации. Первой «срабаты­ вает» та система скольжения, для которой касательные напря­ жения раньше превысят критическое значение. На основании рассмотренных ранее результатов можно составить довольно полную картину ориентационной зависимости пластических и прочностных свойств монокристаллов бериллия (табл. 1.12).

Р. И. Гарбер с сотр. [13] испытали на растяжение монокри­ сталлы бериллия с ориентациями, соответствующими двум вет­ вям стереографической проекции (0001) — (1120) и (0001) — (ЮГО) (рис. 1.25). Испытания проводили при комнатной тем-, пературе. Ориентацию образцов задавали углом %о между осью растяжения и плоскостью базиса. Результаты механических испытаний приведены в табл. 1.13. В зависимости от угла %о можно выделить три области ориентации, соответствующие раз­ личным механизмам деформации; при 0<хо<15° наблюдается призматическое скольжение2 ; при 20<%о<70° почти исключи­ тельно работает базисное скольжение; при хо>80° имеет место двойникование.

(см. п. 1.2.1).