Cтраница 1
Начальное упрочнение не наблюдается за исключением упрочнения в результате закалочных напряжений. Диспергированные вакансии, дивакансии или очень малью вакансионные скопления, вероятно, являются несущественными барьерами, если движение дислокаций обнаруживается измерением предела текучести. Однако измерение внутреннего трения показывает, что дислокации закрепляются вакансиями. [1]
Следовательно, начальное упрочнение не может возникать за счет этих порогов. Если дислокации являются растянутыми, то упрочнение в результате взаимодействия их с диспергированными вакансиями должно быть затруднено, так как моновакансии или скопления нескольких вакансий не могут образовать порогов на растянутых дислокациях. [2]
В процессе старения начальное упрочнение материала вполне вероятно. Однако в расчете вполне допустимо принять tjjol, что повышает запас прочности. [3]
В меди и золоте начальное упрочнение наблюдалось только тогда, когда температура закалки была очень высокой или образец был достаточно толстый. Начальное упрочнение, наблюдаемое в золоте, зависело от скорости закалки и, следовательно, с достаточным основанием могло быть отнесено к закалочным напряжениям. [4]
В этих экспериментах с алюминием закаленные образцы обнаружили Начальное упрочнение, которое можно было объяснить, как указали Маддин и Коттрелл, либо закалочными напряжениями, либо появлением порогов в результате закалки. Существуют и другие возможные объяснения, например частичное старение во время закалки, а также взаимодействие диспергированных вакансий с дислокациями. Объяснение упрочнения частичным старением имеет то преимущество, что довольно низкая энергия активации миграции вакансий, около 0 6 эе, и довольно медленная скорость охлаждения ( размер образца был достаточно большой) действительно могут способствовать некоторому старению. [5]
В меди и золоте начальное упрочнение наблюдалось только тогда, когда температура закалки была очень высокой или образец был достаточно толстый. Начальное упрочнение, наблюдаемое в золоте, зависело от скорости закалки и, следовательно, с достаточным основанием могло быть отнесено к закалочным напряжениям. [6]
Если энергия дефекта упаковки велика, как, например, в алюминии, то могут закалиться не только ступеньки, но и моновакансии и небольшие скопления вакансий, а при встрече дефекта с движущимися дислокациями на последних могут образоваться пороги. Поэтому можно ожидать, что начальное упрочнение возникает в результате образования этих порогов. [7]
Упрочнение в результате закалки порогов и взаимодействия дислокаций с диспергированными вакансиями трудно разделить потому, что дислокации могут перемещаться, сталкиваясь с другими вакансиями даже при слабой деформации, а также в результате образования порогов, которые трудно отличить от порогов, образованных при закалке. Предварительно можно считать, что в закаленном алюминии начальное упрочнение обусловлено двумя механизмами, ни один из которых, по-видимому, не действует ни в закаленной меди, ни в закаленном золоте, так как в них начальное упрочнение не наблюдается. Хотя есть основание ожидать, что энергия дефекта упаковки меди гораздо больше, мы считаем ее достаточно малой по причинам, указанным в следующей главе. [8]
Одной из основных характеристик материала при циклическом нагружении является петля гистерезиса. При нагружении поликристаллических металлов с постоянной амплитудой деформации или напряжения обычно после короткой стадии начального упрочнения или разупрочнения наступает область стабилизации. В этой области размеры и форма петли гистерезиса с числом циклом почти не изменяются. [9]
Ниже 740 С, где упрочнение быстро падает до нуля. Если скорость закалки равна 6 104 град / сек, то область II расширяется почти до точки плавления и быстрого падения предела текучести ( область III) не наблюдается из-за начального упрочнения, обусловленного быстрым охлаждением. [10]
Упрочнение в результате закалки порогов и взаимодействия дислокаций с диспергированными вакансиями трудно разделить потому, что дислокации могут перемещаться, сталкиваясь с другими вакансиями даже при слабой деформации, а также в результате образования порогов, которые трудно отличить от порогов, образованных при закалке. Предварительно можно считать, что в закаленном алюминии начальное упрочнение обусловлено двумя механизмами, ни один из которых, по-видимому, не действует ни в закаленной меди, ни в закаленном золоте, так как в них начальное упрочнение не наблюдается. Хотя есть основание ожидать, что энергия дефекта упаковки меди гораздо больше, мы считаем ее достаточно малой по причинам, указанным в следующей главе. [11]
Из приведенного обсуждения взаимодействия подвижных дислокаций с диспергированными вакансиями и небольшими скоплениями вакансий можно заключить, что перерезание дивакансий является наиболее вероятной причиной упрочнения. Поскольку упрочнение не наблюдается в образцах меди и золота, испытанных при температуре 77 К непосредственно после закалки, то имеется две возможности: или энергия активации для процесса поворота должна быть очень мала ( 0 2 эв), или концентрация дивакансий непосредственно после закалки должна быть незначительна; это равносильно требованию, чтобы энергия связи дивакансий была меньше 0 2 эв. Дальнейшее изучение начального упрочнения ниже 78 К должно разъяснить этот вопрос. Галиган и Вашбурн [19] наблюдали увеличение предела текучести на один-два порядка ( около 400 Г / мм2) в меди, испытанной при 78 К после старения в течение 10 мин при комнатной температуре. [12]
Очень небольшое количество олова, такое, которое не обеспечивает упрочнения за счет выпадения его атомов из раствора, может заметно подавить при комнатной температуре уменьшение концентрации закалочных вакансий. Считают, что во время испытания при комнатной температуре непосредственно после закалки образования петель не происходит. Поэтому, если даже в сплаве Al-Sn наблюдается начальное упрочнение, оно не может быть объяснено образованием дислокационных петель. Однако возможность миграции вакансий к близлежащим дислокациям не может быть исключена, так как расположенные близко к дислокациям вакансии мог. Поэтому Шиотани, Кимура и Хазигути проводят обширные исследования закалочного упрочнения в сплавах А1 - Sn в надежде получить новые сведения о механизме начального упрочнения в алюминии. [13]
Температура 150 С была выбрана потому, что в закаленном алюминии уменьшение числа петель становится заметным только выше этой температуры [41], а образование дислокационных петель в процессе закалки затруднено. Хотя более точные расчеты можно будет провести только тогда, когда будут известны точные значения энергии связи вакансионных скоплений различных размеров, все же вышеупомянутые рассуждения дают возможность оценить вероятность образования больших скоплений вакансий и дислокационных петель во время закалки. Важность закалочных напряжений и частичного старения во время закалки для начального упрочнения может быть оценена экстраполяцией величин этого упрочнения к нулевому диаметру скоплений, для которого, судя по данным, полученным на образцах различного диаметра, ни закалочного упрочнения, ни частичного старения не должно быть. [14]
Очень небольшое количество олова, такое, которое не обеспечивает упрочнения за счет выпадения его атомов из раствора, может заметно подавить при комнатной температуре уменьшение концентрации закалочных вакансий. Считают, что во время испытания при комнатной температуре непосредственно после закалки образования петель не происходит. Поэтому, если даже в сплаве Al-Sn наблюдается начальное упрочнение, оно не может быть объяснено образованием дислокационных петель. Однако возможность миграции вакансий к близлежащим дислокациям не может быть исключена, так как расположенные близко к дислокациям вакансии мог. Поэтому Шиотани, Кимура и Хазигути проводят обширные исследования закалочного упрочнения в сплавах А1 - Sn в надежде получить новые сведения о механизме начального упрочнения в алюминии. [15]