Дитенберг И.А. 1, 2, Тюменцев А.Н. 1, 2, Корзников А.В. 3

ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ МИКРОСТРУКТУРЫ И МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КРУЧЕНИИ НА НАКОВАЛЬНЯХ БРИДЖМЕНА

1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия

2Томский государственный университет, Томск, Россия

3Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа,Россия

[email protected], [email protected]

На примере Ni, Cu, V–4Ti–4Cr, Mo–Re и Ta проведено обобщение особенно- стей эволюции микроструктуры и соответствующих механизмов пластической де- формации и переориентации кристаллической решетки в ГЦК и ОЦК материалах при кручении на наковальнях Бриджмена.

Выявлено два основных этапа структурной эволюции. Несмотря на различия в кристаллической решетке материалов, переход между этапами характеризуется достижением в единицах истинной логарифмической деформации значений e» 3.

Особенностью первого этапа (e < 3) является формирование анизотропного структурного состояния, что проявляется в существенном различии как в размерах зерен, так и в значениях дискретных и непрерывных разориентировок в направле- ниях параллельных и перпендикулярных плоскости наковален. По нашему мне- нию, данная особенность является следствием анизотропии полей смещений и по- воротов при деформации кручением под давлением. Основными механизмами структурообразования как в ГЦК, так и в ОЦК материалах на данном этапе явля- ются формирование полос некристаллографического сдвига и дислокационно- дисклинационный механизм фрагментации и переориентации кристаллической решетки.

На втором этапе (e ³ 3) структурной эволюции в ОЦК материалах в условиях подавленной дислокационной и диффузионной активности начинаются процессы интенсивного формирования двухуровневых структурных состояний - зерна раз- мерами от 50 до 100 нм, содержащие субзерна размерами 5-10 нм с малоугловыми границами разориентации и кривизной кристаллической решетки сотни град/мкм. По мере увеличения степени деформации эти состояния занимают весь объем ма- териала. При достижении больших деформаций (e ³ 6) в некоторых материалах на фоне двухуровневой структуры наблюдается развитие мезополос со сложной внут- ренней структурой из нанополос и нанокристаллитов.

В ГЦК материалах, начало второго этапа характеризуется активизацией про- цессов динамической рекристаллизации, двойникования и формированием суб- структур дипольно-мультипольного типа.

Несмотря на существенные различия в типе кристаллической решетки и ре- лаксационной способности, одним из механизмов формирования наноструктурных состояний в ОЦК и ГЦК материалах является квазивязкий механизм переориента- ции потоками неравновесных точечных дефектов в полях градиентов диагональ- ных компонент тензора напряжений. Динамическая рекристаллизация, эффективно осуществляя релаксацию в изученных в работе ГЦК материалах, фактически обес- печивает цикличность кооперативного действия выявленных механизмов.

Показано, что «масштабный фактор» определяет специфику наноструктур- ных состояний, характеризуемых низкими значениями локальных внутренних на- пряжений при высоком уровне их градиентов.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта Президен- та РФ (МК-85.2011.8). Использовано оборудование ТМЦКП ТГУ.

Дата добавления: 2017-01-14