ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Феноменология микронеоднородности деформации титановых сплаКоррозионное растрескивание из "Циклическая и коррозионная прочность титановых сплавов " Механизм деформации титана и его сплавов определяется в основном особенностями кристаллических решеток. [c.17] Базисная плоскость Ш01 в титанё является плоскостью скольжения с направлением скольжения 1120 только в грубозернистом иодидном титане и монокристаллах технической чистоты при определенной ориентации плоскости по отношению к направлению действующей нагрузки. [c.18] Вычисление критических напряжений сдвига дало следующие результаты для трех систем скольжения т 0001 = 1,1г юТ1 -= 1,Э2т 1010 . Преимущественное скольжение по плоскости 1010 реализуется в широком температурном интервале. По данным работы [1], при — 196°С наблюдается скольжение только по плоскости юГо -. Эта плоскость имеет преобладающее значение в деформации иодидного титана при высоких температурах (800—900°С). Лишь при 500°С отмечен заметнь й вклад скольжения по плоскости 0001 в общем объеме деформации. На рис. 8 показано изменение критического напряжения сдвига по плоскостям 0001 и - 10То при различных температурах. [c.18] Скольжение по плоскости-(1011 начинается тогда, когда затрудняется скольжение по плоскости юТо . В сплавах на основе титана с увеличением концентрации элементов внедрения, располагающихся преимущественно в октаэдрических порах, критическое напряжение сдвига по плоскости 1010 растет значительно быстрее, чем по плоскости 1011 . Поэтому при повышенном содержании кислорода, азота или углерода скольжение по плоскости 1011 может оказаться превалирующим. [c.18] Во всех случаях существенное влияние на реализацию скольжения по той или иной плоскости оказывает ориентация кристалла по отношению к действующей нагрузке. [c.18] Внешний вид линий скольжения также зависит от ориентировки направления скольжения по отношению к направлению действия нагрузки. Чем ближе эти на правления, тем тоньше полоса скольжения. При большом значении угла между этими направлениями полосы скольжения расширяются. [c.19] Форма полос скольжения зависит от температуры деформации. При низких температурах полосы скольжения имеют прямолинейную форму. Повышение температуры деформации приводит к появлению волнистых полос, что обусловлено развитием поперечного скольжения вследствие выравнивания критических напряжений сдвига в разных системах. [c.19] Увеличение содержания кислорода или легирование титана алюминием, приводящее к образованию упорядоченных твердых растворов, затрудняет поперечное скольжение и сдвигает переход от прямолинейного к волнистому скольжению к более высоким температурам [ 12 . [c.19] Помимо деформации путем скольжения, титан может деформироваться двой-никованием. [c.19] При этом двойникование по плоскости (1121 , 1 3 и 1012] Приводит к удлинению кристалла вдоль оси с. Двойникование по плоскостям- 122 -[1124 iioilj-сжима-ет кристалл по оси с. [c.19] На рис. 9 приведено положение действующих при 20°С плоскостей двойни кования в кристаллической решетке а-титана. Вклад двойникования в общую пластическую деформацию увеличивается с понижением температуры. Последнее связывают с тем, что при понижении температуры деформации темп возрастания критических напряжений скольжения превышает рост напряжений начала двойникования 112). [c.19] Процессы скольжения и двойникования, как правило, взаимосвязаны. Электронномикроскопические исследования тонких фольг показали [12], что перед растущим двойником 11122/ в матрице происходит скольжение в направлении 123у. Это скольжение обеспечивает аккомодацию двойника с матрицей и повышенную плотность дислокаций у поверхности двойника. Активное участие двойникования в процессе деформации приводит, как правило, к повышению физического упрочнения при деформации. [c.20] Склонность поликристаллического титана к двойникованию уменьшается с измельчением зерна и повышением содержания элементов внедрения. Легирование титана также затрудняет процесс двойникования. Это является одной из причин резкого снижения пластичности сплавов системы Т1 — А1 [ 12]. [c.20] Резковыраженная анизотропия критических напряжений сдвига и двойникования в титане, различная ориентировка кристаллов по отношению к действующей нагрузке предопределяют возможность появления значительной микронеоднородности деформации поликристаллического металла. От неоднородности деформированного состояния по микрообъемам деформируемого металла и, как следствие, неоднородности напряженного состояния в отдельных элементах структуры в значительной степени зависят характеристики пластичности и склонность к хрупкости [14, 15]. Особенно подробно эти вопросы изучены исследователями под руководством А. В. Гурьева [ 16—20]. [c.20] Наиболее наглядно характер протекания микронеоднородной деформации выявлен при проведении испытаний на растяжение образцов с электролитически полированной поверхностью, на которую уколами алмазной пирамиды наносились реперные точки при нагрузке 0,1—0,5 г на приборе ПМТ-З со специальным автоматическим приспособлением. Малый размер отпечатка не вносил заметных искажений в структуру металла. Расстояние между реперными точками / равнялось 10—20 мкм. Реперная линия включала до, 1000 точек. [c.20] Наряду с определением деформаций между реперными точками неоднородность деформаций оценивалась с помощью делительной сетки с размером ячейки 10 мкм. Нанесение сетки осуществлялось на приборе ПМТ-З, где вместо стандартного алмазного индентора устанавливали нож, с помощью которого на поверхность микрошлифа. наносились линии с интервалом в 10 мкм в двух взаимноперпендикулярных направлениях. [c.20] Для оценки изменения рельефа поверхности использовали интерференционный метод. Так как изменение малых пластических деформаций сопряжено с большими трудностями, было произведено определение точности измерений. При проведении экспериментов участки образца с реперными точками фотографировали на пленку с увеличением 300 — 400. Измерение расстояний между реперными точками производили по негативам на инструментальном микроскопе БМИ-1 с увеличением 10. Каждое расстояние между отдельными реперными точками измеряли от 3 до 10 раз. Результаты измерений с учетом оценки относительной ошибки вычисления деформацией при доверительной вероятности 0,9 представлены в табл. 5. [c.21] Учитывая, что при проведении измерений необходимо было оценивать остаточные деформации ниже 0,2 %, для повышения точности измерения проводили непосредственно в процессе нагружения, а не после разгрузки. Для этого использовали миниатюрную переносную разрывную машину, спроектированную и изготовленную в лаборатории А. В. Гурьева, которую устанавливали непосредственно на столик металлографического микроскопа или прибора ПМТ-3. Для обеспечения необходимой точности опытов измерения расстояний между реперными точками на каждом этапе нагружения повторяли 10 раз. Основные результаты изучения закономерностей микронеоднородности деформации различных титановых сплавов, полученные А. В. Гурьевым совместно с авторами, приведены ниже. [c.21] Данные, приведенные на рис. 10, свидетельствуют о том, что начавшийся неоднородный процесс деформирования по микрообластям закрепляется и в ходе дальнейшей пластической деформации практически не происходит перераспределения очагов повышенной и пониженной деформации или снижения микронеоднородности деформации. Величина микронеоднородности деформации в значительной степени зависит от легированности титановых сплавов и вида структуры. Относительная локальная неоднородность деформации, оцениваемая параметром т — = е,-/еср —1 (где е,—относительная деформация /-того участка средняя относительная деформация образца), для чистого титана изменяется от —1 до +1. Таким образом, в локальных объемах относительная деформация может превышать среднюю в 2 раза. Повышение содержания легирующих элементов (А1, V, Сг, Zr и др.), а также элементов внедрения приводит к увеличению относительной неоднородности деформации до 3—4, т.е. величина локальной деформации может превышать среднюю деформацию в 3—5 раэ. [c.23] Вернуться к основной статье