Шляхова Г.В., Данилов В.И., Ерошенко А.В., Шаркеев Ю.П

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

[email protected]

Структурные исследования сплава ВТ1-0, полученного методом многократ- ной осадки в пресс-форме, проводили методом электронной микроскопии на мик- роскопе ЭМ-125. Деформационное поведение ультрамелкозернистого титана изу- чали в процессе одноосного статического растяжения на жесткой испытательной машине Instron 1185. Для анализа формирующегося при деформировании рельефа на мезоскопическом уровне использовали растровый электронный микроскоп SEM-515 и атомно-силовой микроскоп Solver PH47-PRO.

Установлено, что способ осадки с трехкратным изменением оси деформиро- вания в пресс-форме с последующей прокаткой позволяет реализовать в техниче- ски чистом титане ВТ1-0 ультрамелкозернистое состояние со средними размерами структурных элементов £ 200 нм [1]. Процесс деформирования материала в ульт- рамелкозернистом состоянии при комнатной температуре на мезоскопическом уровне происходит путем формирования мезоплос-складок [2], ориентированных вдоль плоскостей действия максимальных сдвиговых напряжений. Размеры скла- док на порядок превосходят характерный размер структурных элементов.

Показано, что разрушение материала происходит вязко с формированием в образце шейки. В области шейки происходит возрастание плотности складок и их размеров, так что складки можно считать зародышами разрушения. Поверхность разрушения имеет «чашечно-ямочное» строение. Размеры «ямок» в 3…5 раз пре- восходят размеры структурных элементов, однако границы их совпадают с грани- цами зерен и субзерен.

Отмечено, что характерный размер зеренно-субзеренной структуры материа- ла в шейке разрушения существенно не меняется по сравнению с исходным, оста- ваясь ультрамелкозернистым, однако значительная часть элементов структуры оказывается вытянутой вдоль оси нагружения.

Сравнение результатов просвечивающей электронной микроскопии на тонких фольгах и результатов исследования топографии поверхности этих фольг методом атомно-силовой микроскопии показывает хорошее взаимное соответствие. Это по- зволяет предложить для оценки формы и размеров структурных элементов ультра- мелкозернистых и наноразмерных материалов вместо трудоемкой электронной просвечивающей микроскопии более простой метод атомно-силовой микроскопии.

Список литературы

1. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Шляхова Г.В. и др. Мезо- и макроструктурная локализация пластического течения объемного субмикрокристалли-ческого титана // Изв. ВУЗов. Физика. – 2009. – № 9/2. – С 48-52.

2. Ерошенко А.Ю., Шаркеев Ю.П., Толмачев А.И. и др. Структура и свойства объемного ультрамелкозернистого титана полученного аbс-прессованием и прокаткой // Перспек- тивные материалы. – 2009. – Спец. выпуск. – № 7 – С. 107-112.

СЛАБОУСТОЙЧИВЫЕ ПРЕДПЕРЕХОДНЫЕ СОСТОЯНИЯ, ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПОРЯДОК–БЕСПОРЯДОК И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В2-А1 В СПЛАВАХ Cu–40 ат.%Pd

Кулагина В.В.*, Клопотов А.А.**, Потекаев А.И.*, Тайлашев А.А.**

* Сибирский физико-технический институт, Томск, Россия,

[email protected]

** Томский государственный архитектурно-строительный университет, Томск, Россия, [email protected]

Для понимания физики слабоустойчивых состояний необходимы эксперимен- тальные in situ исследования, причем удобным объектом являются сплавы на осно- ве Cu–Pd. [1–4]. На них получены экспериментальные данные различными мето- дами: электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и исследованием физических свойств [1–4]. При этом остаются не ясными особенности структур- ных изменений в области фазовых переходов.

Для исследования были выплавлены сплавы Cu–39 ат.%Pd из электролитиче- ской меди и палладия чистотой 99.99% в атмосфере аргона. Структурные исследо- вания предварительно продеформированных прокаткой сплавов проводили в высо- котемпературной камере ГПВТ-1500 на дифрактометре ДРОН-3.

В сплавах на основе CuPd в области 40 ат%Pd при понижении температуры при ~ 600°С наблюдается фазовый переход (ФП) порядок-беспорядок (П-Б), кото- рый сопровождается структурным превращением В2-А1 (упорядоченная ОЦК- ра- зупорядоченная ГЦК). Установлено, что при деформационном воздействии при комнатной температуре в сплавах CuPd с В2 структурой происходит ФП В2®А1. Это свидетельствует о стабильности дефектной фазы А1 и нестабильности дефект- ной фазы В2 при низких температурах, причем обусловлено природой слабоустой- чивых состояний и существованием стабильных и метастабильных фаз в низко- температурной области, когда термоактивируемые процессы практически не ока- зывают влияния на изменение структурно-фазового состояния. По интегральной интенсивности брэгговских рефлексов в зависимости от степени деформации про- каткой были рассчитаны среднеквадратичные смещения атомов. Установлено, что в дефектной разупорядоченной фазе с ГЦК решеткой, возникшей в результате де- формации, величина среднеквадратичных смещений более чем в два раза превы- шает значения в исходной недеформированной фазе со структурой В2. Судя по ве- личине среднеквадратичных смещений атомов разупорядоченная дефектная фаза со структурой А1 в низкотемпературной области менее стабильна, чем исходная упорядоченная со структурой В2. Однако в упорядоченной фазе в результате де- формации происходит сильное измельчение блочной структуры и разрушение атомного дальнего порядка. Это, вероятно, понижает ее стабильность и приводит к деформационному фазовому переходу В2 - А1. Это согласуется с тем, что разупоря- доченной фазы на основе ОЦК решетки в исследуемых сплавах не обнаружено.

1. Козлов Э.В., Клопотов А.А., Тайлашев А.С., Леготина Н.Д. // Мартенситные превра- щения. -Киев: 1978. - С.51-53.

2. Клопотова А. А., Тайлашева А.С., Потекаев А.И. и др.//Изв.вуз.Физика.-1997.- №3. -

с.93-102

3. Клопотов А.А., Потекаев А.И., Кулагина В.В.//Изв.вуз. Физика.-2011. №9. С. 59-69. 4. Волков А.Ю. // Ф ММ. - 2006. -. № 5. - с. 571-577.

Дата добавления: 2017-01-14