Влияние энергии дефекта упаковки на накопление дислокаций при пластической деформации поликристаллических сплавов на основе меди

Н.А. Конева1, Л. Тришкина1, Т.В. Черкасова1
1Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, Томск, Россия
Аннотация
Изучено накопление дислокаций при пластической деформации поликристаллических ГЦК сплавов Cu-Al и Cu-Mn. Установлено, что накопление дислокаций (<ρ>) при пластической деформации зависит от энергии дефекта упаковки (γ sf).Методом просвечивающей дифракционной электронной микроскопии (ПЭМ) проведено исследование дислокационной структуры и накопления дислокаций при деформации поликристаллических ГЦК твердых растворов систем Cu-Al и Cu-Mn. Содержание Al в сплавах Cu-Al варьировалось от 0,5 до 14 ат.%. Содержание Mn в сплавах Cu-Mn изменялось в пределах 0,4…25 ат.%. Изучены сплавы с размером зерен в интервале 20 – 240 мкм. Образцы сплавов деформировались растяжением со скоростью 2 · 10–2 с–1 до разрушения при температурах 293 – 673 K. Структура деформированных до различных степеней деформации образцов изучали на фольгах на электронных микроскопах при ускоряющем напряжении 125 кВ. Для разных степеней деформации измерялась скалярная плотность дислокаций и некоторые другие параметры дефектной структуры (размер дислокационных ячеек, плотность микродвойников и др.). В результате исследований установлено, что увеличение содержания Mn и Al в сплавах сопровождается увеличением плотности дислокаций. При этом в сплавах Cu-Al плотность дислокаций зависит от энергии дефекта упаковки γДУ при снижении γДУ плотность дислокаций увеличивается. Дано объяснение этого явления. В сплавах Cu-Mn увеличение содержания Mn не изменяет γДУ , соответственно этот эффект отсутствует. В сплавах Cu-Al обнаружено увеличение плотности дислокаций с повышением температуры деформации, что связано с влиянием температуры на величину γДУ . В сплавах Cu-Mn увеличение температуры деформации снижает плотность дислокаций. Сопротивление деформированию как в сплавах Cu-Al, так и в сплавах с Mn с повышением температуры снижается. Обсуждаются физические причины отсутствия температурной аномалии механических свойств в сплавах Cu-Al.
Получена: 19 июня 2017   Исправлена: 29 июня 2017   Принята: 03 июля 2017
Просмотры: 28   Загрузки: 8
Ссылки
1.
А. Rohatgi, K. S. Vecchio. Mat. Sci. Eng. A. 328, 256 – 266 (2002)
2.
G. Dini, R. Ueji, A. Najafizadeh, S. M. Minir — Vaghefi. Mat. Sci. Eng. A. 527, 2759 – 2763 (2010)
3.
Y. H. Zhao, X. Z. Liao, Z. Horita, T. G. Langdon, Y. T. Zhu. Mat. Sci. Eng. A. 493, 123 – 129 (2008)
4.
S. Crampin, D. D. Vedensky, R. Monnier. Phil. Mag. A. 67 (6), 1447 – 1457 (1993)
5.
Th. Steffens, Ch. Schwink, A. Korner, H. P. Karnthaler. Phil. Mag. A. 56 (2), 161 – 173 (1987)
6.
K. S. Chernyavskii, Stereology in Metal, Metallurgiya, Moscow (1977) 376p. (in Russian) [К. С. Чернявский. Стереология в металловедении. М.: Металлургия. 1977. 376 с]
7.
E. V. Kozlov, N. A. Koneva, et.al. Russ. Phys. J. 45 (3), 285 – 302 (2002) (in Russian) [Э. В. Козлов, Н. А. Конева. Изв. ВУЗов. Физика. 45 (3), 52 – 71 (2002)]
8.
E. V. Kozlov, L. I. Trishkina, N. A. Koneva, Crystallogr. Rep. 54 (6), 1033 – 1042 (2009) (in Russian) [Э. В. Козлов, Л. И. Тришкина, Н. А. Конева. Кристаллография. 54 (6), 981 – 990 (2009)]
9.
L. I. Mirkin, Physical Basics of Strength and Plasticity MSU, Moscow (1968) 538p. (in Russian) [Л. И. Миркин. Физические основы прочности и пластичности. М.: Изд-во МГУ. 1968. 538 с]
10.
N. A. Koneva, L. I. Trishkina, E. V. Kozlov, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., Fiz., 8, 33 – 46 (2011) (in Russian) [Н. А. Конева, Л. И. Тришкина, Э. В. Козлов. Изв. ВУЗов. Физика. 8, 33 – 46 (2011)]
11.
M. R. Staker, D. L. Holt. Acta Met. 20. 569 – 579 (1972)
12.
N. A. Koneva, S. F. Kiseleva, N. A. Popova, Structural Evolution and Internal Stress Fields. Saarbrucken: Lambert, Academic Publishing (2017) 148p. (in Russian) [Нина Конева, Светлана Киселева, Наталья Попова. Эволюция структуры и внутренние поля напряжений. Saarbrucken: Lambert, Academic Publishing. 2017. 148с].