Рахматулина Т.В

Кузнецов П.В., 2Корзников А.В., 1Миронов Ю.П., 1Петракова И.В,

ПРИМЕНЕНИЕ СКАНИРУЮЩЕЙ ТУННЕЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИИ СТРУКТУРЫ СМК НИКЕЛЯ ПРИ ОТЖИГЕ

1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия 2 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия [email protected]

Особые свойства субмикрокристаллических (СМК) материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации, часто ассоциируют с избыточ- ным свободным объемом, который накапливается в процессе ИПД в виде реше- точных вакансий и их кластеров в кристаллитах и свободного объема в границах разнообразного типа и обусловливает неравновесность структуры этих материа- лов. Снижение степени неравновесности структуры в процессе низкотемператур- ного отжига, приводит к уменьшению избыточного свободного объема и улучшает пластичность СМК материалов. Количественная характеристика структурных из- менений при низкотемпературном отжиге является очень важной для понимания последующего механического поведения СМК материалов, что и обусловливает актуальность выполненной работы.

Работа посвящена количественной характеристике эволюции структуры СМК никеля после низкотемпературного отжига с помощью сканирующей туннельной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Исследовали образцы субмикрок- ристаллического никеля, полученные методом равноканального углового прессо- вания по маршруту ВС (4 прохода)) при комнатной температуре. Полученные прутки подвергали прокатке до толщины ~1 мм. Образцы вырезали методом элек- троэрозионной резки поперек направления прокатки. Выявление зеренно- субзеренной структуры (ЗСС) осуществляли путем химического травления. Отжиг в интервале температур от комнатной до 360° С с шагом 60° проводили в атмосфе- ре аргона. Изменение плотности СМК никеля после низкотемпературного отжига проводили путем гидростатического взвешивания образцов.

Установлено, что отжиг в интервале температур (23÷180)º С приводит к не- монотонному уменьшению степени неравноосности и размеров зеренной структу- ры и росту размеров субзеренной структуры СМК никеля с пиком в области 120º, которые коррелирует с изменением размеров областей когерентного рассеяния, полученных методом РСА. Отжиг при температурах выше 240º приводит к росту размеров зеренной структуры.

Прямо показано, что границы ЗСС СМК-никеля являются неравновесными: их относительная энергия выше, чем у крупнозернистого поликристаллического никеля. Отжиг в интервале температур ~60–240 °С приводит к росту степени не- равновесности границ ЗСС СМК-никеля. При этом максимальное значение относи- тельной средней энергии границ зерен СМК никеля при температуре ~240 °С соот- ветствует минимальной плотности материала, измеренной методом гидростатиче- ского взвешивания. Полученные результаты обсуждаются с позиций перераспре- деления избыточного свободного объема в СМК никеле между кристаллитами и зернограничной фазой, которое обеспечивается за счет миграции структурных ва- кансий и малоугловых границ.

ОБРАЗОВАНИЕ САМОПОДОБНЫХ ТВИДОВЫХ СТРУКТУР ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ ФОЛЬГ МОНОКРИСТАЛЛА АЛЮМИНИЯ (100)[001] КАК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НЕСТАБИЛЬНОСТИ ГРИНФЕЛЬДА

Дата добавления: 2017-01-14