Закономерности и природа термического и деформационного упрочнения монокристаллов сплавов со сверхструктурой L12 при различных видах термосилового воздействия - Автореферат
Исследование пластического поведения монокристаллов сплава Ni3Ge, имеющих разные ориентации оси деформации, в специфических условиях криогенных температур. Пластическое поведение и влияние отклонения от стехиометрии на его механические свойства.
Аннотация к работе
Теоретический интерес к положительной температурной зависимости напряжений течения интерметаллидов связан, прежде всего, с особенностями строения дислокаций в них и возможностью в связи с этим проследить каким образом тип элементарного носителя деформации проявляет себя на макроуровне, влияя на процессы упрочнения и пластичности. Недостаточно внимания до настоящей работы уделялось сложной форме скачка напряжений при вариации скорости деформации, изменению формы скачка с температурой и деформацией. Отсутствуют данные об изменении скорости деформации в процессе релаксации и влиянии на нее температуры и напряжения. У монокристаллов, имеющих ориентацию оси деформации вблизи направления [11], кубическое скольжение начинается уже при температуре ниже комнатной и является основным механизмом деформации на продолжительном интервале температур. Выполнить количественный анализ зависимости полного скачка напряжений и его составляющих от температуры, приложенных напряжений, ориентации оси деформации, диапазона изменения скорости деформации, отклонения от стехиометрии состава сплава.При этом все дислокации разделены на две категории: 1) внутризонные дислокации, образовавшиеся либо вследствие возникновения барьеров Кира-Вильсдорфа на винтовых сверхдислокациях, либо вследствие торможения краевых дислокаций при осаждении на них точечных дефектов; 2) периферийные дислокационные скопления, образованные заторможенными на границах зон сдвига сдвигообразующими дислокациями. При построении данного уравнения учтено, что в сплавах со сверхструктурой L12 часть дислокаций из общей плотности сдвигообразующих дислокаций () оказывается неподвижной в связи с тем, что они заблокированы либо в барьерах Кира-Вильсдорфа (энергия активации u1), либо в барьерных конфигурациях, образовавшихся при переползании сверхчастичных дислокаций (энергия активации u2). В среднем при образовании барьера Кира-Вильсдорфа блокируется 0,6-0,8 от длины свободного сегмента дислокации (т.е. x=(0,6…0,8) l, где x - длина барьера Кира-Вильсдорфа, l - длина свободного сегмента дислокации в отсутствие барьера Кира-Вильсдорфа). Установлено, что изменение состава сплава оказывает наибольшее влияние на положение «пика» аномалии в том случае, когда следующее за ним уменьшение напряжений с температурой связано преимущественно с процессами диффузионного движения дефектов (максимум на температурной зависимости напряжений течения монокристаллов ориентации [001], второй высокотемпературный максимум на температурной зависимости напряжений течения монокристаллов ориентации [34]). Качественные особенности формы скачка напряжений, наблюдаемого при вариации скорости деформации, его эволюция с температурой и деформацией, позволили предложить теоретическую схему, объясняющую наблюдаемую форму скачка напряжений на основе суперпозиции механизмов, дающих нормальный и аномальный отклики на изменение скорости деформации.
Список литературы
1. Hemker K.J., W.D. Nix An investigation of the creep of Ni3Al (B, Hf) single crystals at intermediate temperatures // in High-temperature Ordered Intermetallics Alloys III ed. by C.T. Liu, A.I. Taub, N.S. Stoloff, and C.C. Koch (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. - V.133, Warrendale, PA, 1989) P.481-486.
2. Hemker K.J., W.D. Nix, M.J. Mills An investigation of the mechanisms that control intermediate temperature creep of Ni3Al // Acta Metal. Mater. - 1991. - V.39. - P.1901-1913.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах
6. Абзаев Ю.А., Соловьева Ю.В. Анализ распределения деформаций в локальных местах монокристаллов Ni3Ge // ПМТФ. - 1998. - №1. - С. 154-159.
7. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Абзаев Ю.А. Модель термического упрочнения в сплавах со сверхструктурой L12 // Вестник Тамбовского государственного университета. - 1998. - Т. 3. - вып. 3. - C.260-262.
8. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Абзаев Ю.А., Николаев В.И., Шпейзман В.В., Смирнов Б.И. Эволюция дислокационной структуры при деформации монокристаллов Ni3Ge разной ориентации // Физика твердого тела. - 1998. - Т. 40. - №4. - С. 81-89.
9. Термическое упрочнение сплава Ni3Ge с L12-сверхструктурой в условиях низких температур / Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Николаев В.И., Шпейзман В.В., Смирнов Б.И. // Физика твердого тела. - 2000. - Т. 42. - №11. - С. 2017-2024.
10. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Николаев В.И., Шпейзман В.В., Смирнов Б.И. Термическое упрочнение сплава Ni3Ge в условиях низких температур // Вестник Тамбовского государственного университета. - 2000. - Т. 5. - вып. 2-3. - С. 187-189.
11. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В. Природа термического упрочнения в сплавах со сверхструктурой L12 // Изв. вузов. Физика. - 2002. - Т.45. - №3. - С. 41-51.
12. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В. Механизмы и модели термического упрочнения сплавов со сверхструктурой L12 // Вестник Тамбовского государственного университета. - 2003. - Т.8. - вып. 4. - С. 563-566.
13. Старенченко В.А., Бурцев Б.И., Соловьева Ю.В. Моделирование аномальной дислокационной ползучести в интерметаллидах со сверхструктурой L12 // Вестник Тамбовского государственного университета. - 2003. - Т.8. - вып. 4. - С. 573-575.
14. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Геттингер М.В., Норкин В.В. Релаксация напряжений и ползучесть в монокристаллах сплава Ni3Ge со сверхструктурой L12 // Известия РАН. Серия физическая. - 2003. - Т.67. - №6. - С. 806-809.
15. Старенченко В.А., Пантюхова О.Д., Соловьева Ю.В., Бурцев Б.И., Старенченко С.В. Математическая модель термического и деформационного упрочнения монокристаллов сплавов, упорядочивающихся по типу L12 / Гл. 7 в моногр. Структурно-фазовые состояния и свойства металлических систем // Под. общ. ред. А.И. Потекаева. - Томск: Изд-во НТЛ, 2004. - 356 с. (С. 165-193).
16. Старенченко В.А., Пантюхова О.Д., Соловьева Ю.В. Генерация и накопление точечных дефектов в сплавах со сверхструктурой L12 при пластической деформации // ФММ. - 2004. - Т. 97. - №6. - C.9-15.
17. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Геттингер М.В., Ковалевская Т.А., Аномальный скачок напряжений при вариации скорости деформации монокристаллов сплава Ni3Ge со сверхструктурой L12 в условиях кубического скольжения // ФММ. - 2005. - Т. 100. - №4. - С. 78-84.
18. Старенченко В.А., Пантюхова О.Д., Соловьева Ю.В., Бурцев Б.И., Старенченко С.В. Модель термического упрочнения монокристаллов сплавов со сверхструктурой L12 с промежуточным состоянием порядка // ФММ. - 2005. - Т. 100. - №4. - C.85-95.
19. Соловьева Ю.В., Пантюхова О.Д., Бурцев Б.И., Старенченко В.А. Вклады механизмов генерации антифазных границ в сопротивление деформации монокристаллов сплавов со сверхструктурой L12 // Изв. вузов. Физика. - 2005. - Т.48. - №7. - C.8-14.
21. Лычагин Д.В., Старенченко В.А., Соловьева Ю.В. Классификация и масштабная иерархия структурных элементов деформации ГЦК-монокристаллов // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т.8. - №6. - С. 67-77.
22. Koneva N.A., Yu.V. Solov"eva, Starenchenko V.A., Kozlov E.V. Parameters of dislocation structure and work hardening of Ni3Ge // in Integrative and Interdisciplinary Aspects of Intermetallics, edited by Michael J. Mills, Haruyuki Inui (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 842, Warrendale, PA, 2005), S5.25.
24. Соловьева Ю.В., Старенченко В.А. Механические свойства монокристаллов сплавов со сверхструктурой L12 в опытах по вариации температуры и скорости деформации // Изв. вузов. Физика. - 2006. - Т. 49. - №1. - C.25-33.
28. Абзаев Ю.А., Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Козлов Э.В. Влияние ориентации на температуру пика аномалии предела текучести в монокристаллах сплава Ni3Ge // ФММ. - 2006. - Т.101. - №6. - С. 644-648.
29. Старенченко В.А., Ю.В. Соловьева, Трепутнева Т.А. Локализация деформации в монокристаллах с L12 - сверхструктурой / Гл. 1. в моногр. Особенности структуры и свойства перспективных материалов // Под общ. Ред. А.И. Потекаева. - Томск: Изд-во НТЛ, 2006. - 392 с. (С. 7-31).
30. Соловьева Ю.В., Геттингер М.В., Старенченко В.А., Старенченко С.В. Влияние отклонения от стехиометрии атомного состава фазы Ni3Ge на особенности пластического поведения монокристаллов различной ориентации / Гл. 5. в моногр. Эволюция структуры и свойства металлических материалов // Под общ. Ред. А.И. Потекаева. - Томск: Изд-во НТЛ, 2007. - 444 с. (C. 111-150).
31. Соловьева Ю.В., Геттингер М.В., Старенченко В.А., Старенченко С.В. Влияние отклонения от стехиометрии атомного состава фазы Ni3Ge на особенности пластического поведения монокристаллов ориентации [001] // Изв. РАН. Серия физическая. - 2008. - Т.72. - №10. - С. 1479-1482.
32. Starenchenko V.A., Solovjeva Yu.V., Abzaev Yu. A., Kozlov E.V., Koneva N.A. Orientation dependence of yield stress and work hardening rate of Ni3Ge at different temperatures // Materials Science & Engineering A. - 2008. - V. 483-484. - P.602-606.