Структурні аспекти двійникування і локалізації пластичної деформації у кристалічних твердих тілах - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук Структурні аспекти двійникування і локалізації пластичної деформації у кристалічних твердих тілахТамбов - 1998 р., показав, що проблема локальних зсувів є однією з найважливіших проблем фізики міцності і пластичності, тому що локальні зсуви є невід?ємним елементом структурного стану деформованих кристалічних твердих тіл і основною причиною зародження тріщин - початку і розвитку процесу руйнування. Важливо відзначити, що поряд із локальним ковзанням, класичним прикладом локального зсуву може служити двійникування, при якому процес пластичного зсуву локалізований на межах двійника і матриці. Величини цих зсувів монотонно зменшуються із зростанням числа циклів навантажень аж до повної стабілізації розмірів двійника. Експериментально встановлені закономірності руху меж двійників у монокристалах Bi, Zn, Be, сплавів вісмуту з оловом і берилію з міддю при циклічному навантаженні з заданою швидкістю збільшення напруги зсуву в площинах двійникування зразків; оцінки швидкості руху двійникуючих дислокацій, які контролюють механізми їхнього гальмування. Виявлення явища дуалізму у впливі базисних дислокацій лісу на розвиток двійникових прошарків у монокристалах цинку: з одного боку, швидкість руху двійникових меж зростає зі збільшенням густини дислокацій у системі {0001} , з іншого боку, при цьому збільшується межа плинності для двійникування.Для дослідження були обрані тверді тіла з різноманітними силами звязку і типами кристалічної решітки, для яких двійникування є одним з основних видів локальної пластичної деформації. Поряд із модельними матеріалами (монокристали Zn, Bi, їхні сплави) дослідженню піддавалися і промислові матеріали - монокристали Ве, сплави Ве-Cu, Fe 3, 5% Si, монокристали рубіна Al2O3 CRO3, сплав 19 Ti 6% Al 2% Zr 3% Nb. Для дослідження локальних зсувів у кристалах при різних режимах навантаження в різних температурних умовах розроблені й опановані нові (іноді неординарні) методики, що дозволяють здійснювати деформування зразків із заданою швидкістю зміни деформації, у режимі повзучості при 4, 2?300К, у режимі знакозмінного і пульсуючого циклічних навантажень із заданою швидкістю зміни зсувної напруги в системі двійникування й у режимі ударного прикладання навантаження. При обраній орієнтації зразків і способі їхнього навантаження, зсувна напруга в системі легкого ковзання (111) [110] відсутня, а в системі двійникування і більш важкого ковзання (111) [110] діють суттєві компоненти зсувної напруги, що призводять до утворення і розвитку двійників. При зміні знака прикладеної зсувної напруги (при роздвійникуванні) відбувається зменшення товщини двійникових прошарків у перших циклах навантаження і подальша стабілізація розмірів двійників, тобто ефект поступового накопичення зміцнення, повязаний із супутнім двійникуванню ковзанням, спостерігається і при роздвійникуванні.Базисні дислокації вводилися в кристал попередньою контрольованою деформацією зсувом у системі базисного ковзання, а пірамідальні дислокації вводилися стиском уздовж [1120] (коли базисне ковзання заборонене). 5 виявляє явище дуалізму у впливі базисних дислокацій лісу на процес двійникування: з одного боку, базисні дислокації є перешкодами на шляху руху двійникуючих дислокацій і зменшують швидкість їхнього руху, з іншого боку, із збільшенням густини базисних дислокацій зростають швидкість розширення двійникового прошарка, що можна пояснити тільки збільшенням кількості двійникуючих дислокацій. Встановлено звязок між нормальною швидкістю V n переміщення двійникової межі і тангенціальною швидкістю руху двійникуючих дислокацій V t: , (1) де d=2?10 - 8см - міжплощинна відстань для площин двійникування (0112) кристалів Zn, r b - густина базисних дислокацій лісу. Слід зазначити, що базисні дислокації збільшують внутрішні напруги, що проявляється у збільшенні критичної напруги зсуву для початку руху двійникової межі. На відміну від базисних дислокацій лісу, збільшення густини пірамідальних дислокацій лісу в системі {1122} призводить до зменшення швидкості руху межі двійника, що насамперед повязане з тим, що реакція між пірамідальною і двійникуючою дислокаціями призводить до видалення останньої з процесу двійникування, тобто до зменшення числа рухливих двійникуючих дислокацій.У рамках проблеми механізмів утворення і розвитку локальних зсувів задача про можливість руху ростових міжзеренних меж двійникової орієнтації за механізмом механічного двійникування має принципове значення. При цьому міжзеренна межа двійникової орієнтації знаходилася в центрі робочої частини зразка. Ця величина знаходиться в добрій відповідності з теоретично розрахованим для механічного двійникування Zn s = 0, 138, що є підтвердженням факту перетворення ростової міжзеренної межі в межу механічного двійника.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ