Факторы влияющие на пластическую деформацию металлов и

реклама
3.3. Факторы, влияющие на пластическую деформацию металлов и их
деформационное упрочнение
Выше было показано, что пластическая деформация и упрочнение сильно
зависят от типа решетки, ориентировки кристалла, способа деформации. Помимо
перечисленных факторов на пластическую деформацию металлов и их
деформационное упрочнение важное влияние оказывают также температура
деформации, скорость деформации, содержание примесей и легирование и пр.
Влияние температуры деформации. До сих пор мы рассматривали так
называемую холодную пластическую деформацию при температурах от 0 до 0,2 –
0,25 Тпл, когда процессы термического возврата во время деформации можно было
не учитывать (процессы термического возврата заключаются в устранении
неравновесного избытка точечных дефектов и в перестройке дислокационной
структуры, формирующейся при деформации).
С повышением температуры выше 0,2 – 0,25 Т пл картина пластической
деформации качественно изменяется. При высокотемпературной деформации
перемещение дислокаций происходит под действием одновременно внешних
напряжений и температурного воздействия. В результате деформационное
упрочнение из-за повышения плотности дислокаций будет конкурировать с
разупрочнением из-за снижения плотности дислокаций и совершенствования
дислокационной структуры с повышением температуры. При теплой деформации
(нагрев до 0,6 Тпл ) термический возврат всегда не полный, так как число вновь
образующихся дислокаций больше, чем аннигилирующих, в результате
сохраняется некоторое деформационное упрочнение металлов. При горячей
деформации (нагрев выше 0,6 Тпл) термический возврат проходит полностью.
Влияние примесей и легирование на пластическую деформацию может
сказываться в основном за счет четырех эффектов: 1) образования примесных
атмосфер на дислокациях; 2) изменения энергии дефектов упаковки; 3) увеличения
сил трения при движении дислокаций; 4) упорядочения.
Образование на дислокациях примесных атмосфер (Котрелла, Сузуки,
Снука) затрудняет их перемещение, особенно при низких температурах, повышая
напряжение, необходимое для начала работы дислокационных источников.
Блокировка дислокационных источников затрудняет переход к новым системам
скольжения, поэтому примеси могут вызывать удлинение стадии легкого
скольжения.
Легирование приводит к снижению энергии упаковки и облегчает
двойникование, это имеет важное практическое значение. Легирование,
способствующее облегчению двойникования, используется для повышения
пластичности хрупких металлов, в которых деформация скольжением почти не
происходит. Так легирование вольфрама, молибдена, хрома, рением значительно
облегчает в них процесс двойникования.
Инородные атомы в решетке твердого раствора являются центрами
искажения, вокруг которых возникают поля упругих напряжений. Движение
дислокаций в такой искаженной решетке затруднено по сравнению с чистым
металлом, поскольку увеличиваются силы трения, препятствующие перемещению
дислокаций.
Все описанные эффекты влияния инородных атомов на особенности
деформации проявляются тем сильнее, чем ниже температура деформации. С
повышением температуры влияние растворимых примесей и легирующих
элементов ослабляется из-за диффузионного размытая примесных атмосфер и
активного развития термически активируемых процессов.
Скорость деформации наряду с температурой и приложенным
напряжением является одним из основных параметров пластической деформации.
С увеличением скорости деформации происходит повышение уровня напряжения в
металле и наоборот. Показатель скоростной чувствительности при пластической
деформации металлов чаще всего не превышает 0,1, но в некоторых случаях
может достигать 0,2 – 0,7. Тогда мы имеем дело со сверхпластической
деформацией, которая характеризуется большим удлинением (часто на сотни –
тысячи процентов) при практически полном отсутствии деформационного
упрочнения. Сверхпластичность проявляется при температурах выше 0,5 Тпл и
сравнительно малых скоростях деформации (10–5 –10–1 с –1) у различных
материалов, в том числе чистых поликристаллических металлов с размером зерна
0,5 – 10 мкм.
Основным механизмом сверхпластической деформации таких материалов
являются межзеренные перемещения. В ряде случаев, особенно при циклическом
изменении
температуры,
сверхпластичность
может
быть
обусловлена
протекающим в материале фазовым превращением, например полиморфным.
file:///C:/Users/73B5~1/AppData/Local/Temp/GRRATGD5.htm
23.04.2015
Скачать