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

Н.А. Конева, Л. Тришкина, Т.В. Черкасова

Аннотация на русском языке

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.

Ссылки (12)

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].