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

"--4¥i(£): --J V (£): <2-3l>

или

Здесь v можно заменить на є при условии, что плотность дис­ локаций в процессе течения не меняется ^ - 4р - = 0^. Это усло­ вие не всегда справедливо; поэтому при определении энергии активации и активационного объема иногда возникают трудно-

полезными оказываются сравнительные данные о скоростной зависимости напряжений и релаксации напряжений. В настоя­ щее время существует несколько методов разделения вклада указанных величин, однако вопрос о наличии и характере за­ висимости плотности дислокаций р от т или є окончательно не решен.

Таким образом, для определения величины Н необходимо измерить зависимость скорости ползучести от температуры е(Т)

при данном т* (обычно измеряют скачок є при изменении Т при

данном %*), либо зависимости т(е) и т ( Г ) — в опытах с посто­ янной скоростью деформации (обычно измеряют скачок х при

изменении е при данной Т). Эти данные позволяют одновремен­ но определить величину активационного объема.

зывается полезной для определения вклада механизма пересе­

ционной линией при каждом удачном акте термофлуктуационного преодоления препятствия; v — частота колебаний дислока­ ционного сегмента длиной 21 перед препятствием. При оценках

Т а б л и ц а 2.1 Типичные значения активационного объема м физический смысл энергии

например с энергией образования ступенек (механизм пересече­ ния), с энергией самодиффузии (механизм переползания) и т. д. (см. табл. 2.1). Это дает дополнительную информацию для иден­ тификации механизма, контролирующего пластическое течение.

Такой анализ применим для случаев, когда величина энер­ гетического барьера и значение I не зависят от напряжений. Если же величина барьера сама изменяется с т*, как это имеет место для процессов преодоления барьера Пайерлса — Набарро или поперечного скольжения, то V нельзя больше рассматри­ вать в виде произведения bdl.

Таким образом, для определения механизма деформации не­ обходимо экспериментально определить значение Я и V (а так­ же єо), найти их зависимости от условий деформации и сравнить с результатами теоретических расчетов для перечисленных атом­

Анализ температурной зависимости энергии активации пла­ стического течения показывает, что можно выделить три темпе­

В области низких и промежуточных температур, которые пред­ ставляют наибольший интерес, течение металлов с г. п. у.-струк- турой может определяться механизмами Пайерлса — Набарро, пересечения, поперечного скольжения и взаимодействия с при-

месями, которые мы здесь и рассмотрим. Сравнение результатов для моно- и поликристаллов показывает, что их течение может контролироваться одинаковым механизмом. В случае анизо­ тропных металлов обычно преобладает механизм наиболее лег­ кого вида скольжения.

2.4.1. Пересечение скользящих дислокаций с дислокациями леса [22, 24—31]. Характер взаимодействия полных дислокаций в гексагональных кристаллах подробно проанализирован в ра­ ботах [32, 33].

Скользящие дислокации типа а не взаимодействуют с дисло­ кациями типа с, так как их векторы Бюргерса взаимно перпен­ дикулярны. При взаимодействии однотипных дислокаций типа а в базисной плоскости или в базисной и призматической плоско­ стях образуется новая дислокация, скользящая в базисной пло­ скости. Если дислокация а в призматической плоскости почти перпендикулярна к дислокации а в базисной, то связь между ними слабая. Пересечение разнотипных дислокаций а в разных плоскостях скольжения сопровождается образованием скользя­ щих порогов, и поэтому такое пересечение не приводит к силь­ ному упрочнению.

Значительно сложней обстоит дело при взаимодействии дви­ жущихся дислокаций с + а с дислокациями а. В этом случае возможно образование неподвижных порогов, а также сидячих дислокаций, приводящих к сильному упрочнению.

(2.6) не являются константами. Обычно полагают, что этот спектр относи­ тельно узок и определяет средние значения величии (см., например, рабо­ ту [31]).

NAbv:

k In

Величина Г0 представляет собой температуру, выше которой термически активируемый процесс пересечения дислокаций про­ исходит настолько легко, что не требует дополнительной энер­ гии со стороны деформирующих напряжений. Выше Г0 напря­

Фридель [25] отметил, что с увеличением т* прогиб движу­ щейся дислокации между препятствиями возрастает и увеличи­ вается вероятность ее встречи с дислокациями леса. Физически это означает уменьшение длины дислокационного сегмента / в выражении (2.7):

LJ

1Экспериментальные данные о базисном скольжении в магнии свидетель­ ствуют о том, что Н и V непосредственно не зависят от температуры.

• или с учетом формулы (2.29)

Рл

В этом случае т* убывает с температурой по гиперболическому

чины /, сколько изменением ширины препятствия d и, следова­

флуктуации и приложенного напряжения образуется два эле­ ментарных перегиба, которые затем перемещаются вдоль дисло­ кационной линии, обеспечивая продвижение дислокации в на­ правлении действующих напряжений (см. рис. 2.4,а). Энергия активации этого процесса зависит от напряжения слабее, чем при пересечении дислокаций леса, и меняется по логарифмиче­ скому закону [22]:

(2.35)

где Тп _ н — напряжения Пайерлса — Набарро при 0°К, а т*<С <СТп_нДругие выражения для энергии активации приведены

в работах [26, 37].

Существенными особенностями этого механизма, позволяю­

предшествующей термомеханической обработки); малое значе­ ние активациониого объема и его слабая зависимость от темпе­ ратуры; чувствительность частотного фактора к изменению структуры и чистоты кристаллов. Принято считать, что в том случае, когда деформация контролируется этим механизмом, па-

пряжения оказывают влияние главным ооразом на плотность

зависимость т(е) .

Для механизма пересечения с дислокациями леса из выра­

т. е. активационный объем линейно увеличивается с темпера­ турой.

Для механизма Пайерлса — Набарро изменение напряже­ ний сказывается лишь на плотности скользящих дислокаций, и параметр

( а ш ф -

не зависит от температуры. Таким образом, характер темпера­ турной зависимости величины (3 позволяет получить информа­ цию относительно контролирующего механизма деформации.

2.4.3. Поперечное скольжение дислокаций. Разработанная Фриделем [40] теория поперечного скольжения дислокаций в металлах с г. п. у.-структурой основана на предположении, что винтовые компоненты дислокации а могут диссоциировать в ба­ зисной плоскости, но остаются нерасщепленными в призматиче­ ской. Поэтому непрерывное скольжение в призматической пло­ скости возможно при условии, что участки дислокации, претер­ певшие поперечное скольжение из призматической плоскости в базисную, способны вернуться обратно в призматическую пло­ скость. Обратный процесс поперечного скольжения требует за­

ветствующий барьер можно преодолеть за счет работы внешнего