Исследование влияния размера зерен на проявление эффекта портевена-ле Шателье в никелевых сплавах

Янова И.Р*., Валитова Э.В*., Саликова Ю.В*., Валитов В.А.**

* ФГБОУ ВПО «УГАТУ», г. Уфа, Российская Федерация,

** ИПСМ РАН, г. Уфа, Российская Федерация, [email protected]

Результаты исследования однофазного никелевого сплава Х20Н80 с исходной крупнозернистой структурой (100мкм) показали, что в интервале температур де- формации 300–650оС при скоростях деформации e˙ =10-5–5´10-2с-1 наблюдается прерывистое течение. Выявленные признаки эффекта Портевена–Ле Шателье, а именно, сильная локализация течения в полосах деформации, акустическая эмис- сия, а также отрицательный коэффициент скоростной чувствительности m позво- ляют предположить, что на микроуровне основной причиной появления неста- бильного течения является динамическое деформационное старение, при котором образуются атмосферы атомов легирующих элементов. Периодическое закрепле- ние дислокаций сегрегациями атомов приводит к неоднократным спадам напряже- ния с образованием полос деформации. Причем, на возникновение прерывистого течения в сплаве Х20Н80 кроме основного механизма – динамического деформа- ционного старения, существенное влияние оказывает и образование структуры ближнего порядка, которым и обусловлены выявленные в изученном сплаве осо- бенности эффекта ПЛШ [1].

Изучение эффекта Портевена–Ле Шателье в многофазных никелевых сплавах с исходной крупнозернистой структурой (50–80мкм) показало, что, несмотря на существенные различия в фазовом составе никелевых сплавов (ЭП962, Inconel 718, Allvac 718+), имеет место схожесть в характере проявления данного эффекта с од- нофазным сплавом Х20Н80. Последнее указывает на то, что определяющую роль в возникновении прерывистого течения в исследуемых сплавах оказывают процессы, происходящие в g-матрице (динамическое деформационное старение, формирова- ние ближнего порядка) [2].

Сравнительное исследование деформационного поведения никелевых сплавов Х20Н80 и Ni–16,5Cr–14Fe–5Nb–4Mo–Al–0,6Ti в крупнозернистом и ультрамелко- зернистом (УМЗ) состояниях показало, следующее. В отличие от крупнозернисто- го состояния (100мкм) сплава Х20Н80, измельчение исходной структуры до УМЗ размера (0,2мкм) зерна (g-фазы) приводит к изменению характера деформационно- го поведения (с ростом степени деформации на кривых s–e не наблюдается де- формационного упрочнения и зубчатости, а также отсутствует акустическая эмис- сия) и, как следствие, не наблюдается эффект ПЛШ при изученных условиях де- формации (t = 300¸600оС έ = 10-3с-1). Отсутствие прерывистого течения в сплаве Х20Н80 с УМЗ структурой, по-видимому, связано с возрастанием роли границ зе- рен и действием механизмов сверхпластической деформации, а именно, зерногра- ничного проскальзывания (коэффициент m ³ 0,3).

Аналогичные результаты были получены при изучении сплава Ni–16,5Cr– 14Fe–5Nb–4Mo–Al–0,6Ti. Установлено, что измельчение исходного размера (62мкм) зерен матрицы (g-фазы) этого сплава до УМЗ размера (0,8 мкм) приводит к подавлению эффекта ПЛШ. Также как и в сплаве Х20Н80, в УМЗ состоянии ге- терофазный сплав демонстрирует признаки сверхпластического течения (m = 04,

-0,6).

1. Дудова Н.Р., Кайбышев Р.О., Валитов В. А. Проявление эффекта Портевена – Ле Ша- телье в сплаве Х20Н80 / Н.Р. // ФММ. – 2008. – т. 105. – № 1. – C. 105-112.

2. Дудова Н. Р., Валитов В. А. Эффект Портевена – Ле Шателье в никелевых сплавах с различным фазовым составом // Актуальные проблемы прочности: материалы XLVII Международной конференции. - Нижний Новгород. -2008 - Т 2. - С. 242-245.

Дата добавления: 2017-01-14