CC BY
42
УДК 539.3
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЧНОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ
© М.И. Карпов
Институт физики твердого тела РАН, г. Черноголовка, Россия, e-mail: [email protected]
Ключевые слова: композит; дислокация; межслойная граница; механические свойства.
Приведены данные о влиянии толщины слоев в интервале 148-12 нм в многослойных композитах Nb-(Nb-Ti) на твердость, пределы текучести и прочности композитов.
В предыдущих работах [1, 2] на примере многослойных композитов Си-№>, №>-(ЫЪ-Т1) нами было показано, что в диапазоне толщин слоев 500-10 нм зависимость твердости от толщины слоев описывается выражением Холла-Петча. В частности, для композита №> - (№>-Т1) в диапазоне толщин слоев Г = 94-5 нм она имеет вид: НУ = 1,69 + 2,13 (1/^Г) ГПа. Эти данные были получены при измерении твердости одного композита в процессе его холодной прокатки.
В настоящей работе приводятся данные о величине твердости, пределе текучести и пределе прочности 5 композитов того же состава, имевших различную толщину слоев Г в конечном состоянии: 148, 97, 70, 33 и 12 нм. Полученные результаты для всех перечисленных характеристик также могут быть описаны зависимостью Холла-Петча.
1100
а , MP
Ъ7
1GGG-
9GG
1
SGG-
G 1G 2G 3G 4G 5G 6G 7G SG 9G1GG11G12G13G14G
t, nm
Рис. 1
Для твердости она имеет вид HV = 1,62 + 2,15 (1/Vt) ГПа, т. е. совпадает с вышеприведенной. Для условного предела текучести а01 = 584 + 1032 (Vl/t) МПа, для условного предела текучести а0,2 = 645 + 956 (1/Vt) МПа, для предела прочности ab = 750 + 814 (1/Vt) МПа. Остаточное удлинение у всех образцов составляет 2-5 %. Наиболее интенсивный рост прочностных характеристик наблюдается при уменьшении толщины слоев ниже 30 нм, что хорошо видно на рис. 1.
Уровень прочности 1020 МПа сравним со значениями, характерными для среднеуглеродистых закаленных сталей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Карпов М.И., Внуков В.И., Гнесин Б.А., Абросимова Г.Е., Фролова Л.А., Терехова И.С., Коржов В.П., Ходос И.И. Особенности пластической деформации многослойного композита Cu-Nb при прокатке // Деформация и разрушение материалов. 2007. № 11. С. 2.
2. КарповМ.И., Коржов В.П., Внуков В.И., Терехова И.С., Абросимова Г.Е., Ходос И.И. Наноструктурный многослойный композит Nb-NbTi: получение, структура и свойства // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 6. С. 18-21.
БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проекты 05-02-17732 и 08-02-01028а.
Поступила в редакцию 15 апреля 2010 г.
Karpov M.I. Physical grounds of strength of multilayered nanostructured metallic composites.
The data of influence of layers thickness of 148-12 nm in the nanostructured metallic composites Nb-(Nb-Ti) on mechanical properties of composites are presented.
Key words: composite; dislocation; layers interface; mechanical properties.
