Корзникова Е.А.1, Дитенберг И.А.2, 3, Тюменцев А.Н. 2, 3

ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ В НИКЕЛЕ, ПОДВЕРГНУТОМ ДЕФОРМАЦИИ НА НАКОВАЛЬНЯХ БРИДЖМЕНА

1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия 2Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск,Россия 3Томский государственный университет, Томск, Россия

[e-mail]

Методами просвечивающей электронной микроскопии проведено изучение особенностей структурной эволюции никеля высокой (99,998 %) чистоты при ин- тенсивной пластической деформации кручением под высоким квазигидростатиче- ским давлением. Образцы в форме дисков были деформированы на 0.1, 0.5, 1, 2 и 5 оборотов при комнатной температуре. Структурные исследования проведены на тонких фольгах, приготовленных из сечений параллельных и перпендикулярных плоскости наковален. Контроль изменения механических свойств осуществлялся путем измерения параметров микротвердости на различных этапах деформацион- ного воздействия.

Исследования показали, что после 0.1 оборота в материале идут интенсивные процессы развития дислокационной субструктуры в виде формирования ячеек, дислокационных стенок и сеток, увеличения плотности дислокаций внутри и на границах зерен. При этом в центральной и периферийной частях образца наблюда- ется незначительное различие в параметрах микротвердости, достигающих 2.32 и

2.49 ГПа, соответственно.

После 0.5 оборотов формируется сильно анизотропное структурное состоя- ние, размеры зерен в направлении плоскости наковален достигают нескольких сот нм, в то время как в направлении оси кручения их размеры, как правило, не пре- вышают 100–150 нм. Наблюдается увеличение разницы в значениях микротвердо- сти в центральной и периферийной части образца, которые достигают 2.89 и 3.48 ГПа, соответственно.

В интервале деформаций от одного до пяти оборотов основные структурные изменения связаны с протеканием, на фоне предварительно сформированной ани- зотропной структуры, процессов типа динамической рекристаллизации с после- дующим двойникованием внутри формирующихся зерен. С применением методи- ки анализа дискретных и непрерывных разориентировок проведено детальное ис- следование тонкой дефектной структуры наноразмерных двойников с измерением параметров кривизны кристаллической решетки, как двойников, так и окружаю- щей матрицы.

В целом исследования показали, что после кручения на 5 оборотов в мате- риале формируется сложное субмикрокристаллическое состояние, характеризуе- мое высокой структурной неоднородностью. Наблюдается перемежение участков с анизотропным структурным состоянием с почти бездефектными зернами (разме- ром от 0.05 до 1 мкм) и зернами содержащими двойники деформации. При этом параметры микротвердости в центральных и периферийных областях практически выравниваются, достигая 3.47 и 3.59 ГПа.

Проведено обсуждение характерных для каждого этапа деформационного воздействия механизмов пластической деформации и фрагментации кристалличе- ской решетки. Проанализированы особенности их кооперативной реализации и влияние на параметры микроструктуры и уровень механических свойств никеля высокой чистоты.

Дата добавления: 2017-01-14