Об условиях зарождения микротрещин в вершинах двойниковых границ Текст научной статьи по специальности «Физика»

тельной термической обработки образцов (состари-вание).

В опытах использовали монокристаллы ЫР (10~3 М. %, Са2+, Мё2+) и ЫаС1 (10-5 - 10"2 \а*. %, Ре2+, Сг2*). Размеры образцов 4x10x20 мм. Эксперименты проводили при температуре 293 К на микротвердомере ПМТ-3 со стандартным индентором Виккерса. Нагрузку на индентор изменяли в пределах 0,05 й Р <0,6 Н. Состаривание кристаллов проводилось при температуре 373 К в течение 100 ч. Во всех опытах использовали свежие поверхности скола. Эксперименты проводили по следующей методике. Действием лезвия ножа на торец кристалла вводили по (010) трещину. Вдоль линии русла трещины со стороны не разрушенной части кристалла индентором наносили отпечатки. Затем кристалл раскалывали ударом ножа в устье введенной макротрещины. Дислокационную структуру, формирующуюся вокруг отпечатка, выявляли методом избирательного травления. Измеряли и сравнивали длины локализованных полос скольжения по плоскостям

{110}90 и {110}45 в деформированной области, прилегающей к отпечатку.

При ориентации | | <100> (¿/ - диагональ отпечатка) длина локализованных полос скольжения по ПЛОСКОСТЯМ {110} 90 и {1 10} 45 на ~ 15 % больше величины аналогичных полос скольжения при ориентации <1 | | <110>. Для монокристаллов КаС1 (10~5 %)

величина локализованных полос скольжения по плоскостям {110}45 и {110}90 оказалась больше, чем для ЫаС1 (10-2 М. %), причем эта разница тем значительнее, чем больше нагрузка на индентор. Состаривание кристаллов ЫаС1 (10-2 \\1. %) привело к незначительному увеличению (~ на 3 -5- 6 %) пластической деформации по плоскостям {110}45 и {1Ю}90 для данного интервала нагрузок. Экспериментально обнаружено, что для всех исследованных ЩГК величина пластической деформации по плоскостях {110}45 в 1,2 раза больше деформации по плоскостям {110}9о независимо от ориентации индентора, концентрации примесей и предварительной термической обработки образцов.

ОБ УСЛОВИИ ЗАРОЖДЕНИЯ МИКРОТРЕЩИН В ВЕРШИНАХ ДВОЙНИКОВЫХ ГРАНИЦ © В.А. Ку ранова, С.Н. Плужников, Ю.И. Тялин, В.А. Федоров

В [1, 2] было показано, что учет реальной структуры дислокационных скоплений может существенно изменить условия зарождения в них микротрещин. С этой точки зрения особый интерес представляют двойники и двойниковые границы, в которых каждая из двойникующих дислокаций движется в своей плоскости скольжения. Дефекты такого рода моделируются обычно ступенчатыми скоплениями дислокаций [3, 4]. При моделировании двойника дислокации располагают попарно и симметрично относительно плоскости двой-никования, проходящей через вершину двойника. В общем случае границы двойника не обязательно должны содержать равное число дислокаций, т. е. двойниковые границы могут отличаться различной степенью некогерентности.

Цель работы: исследовать влияние распределения дислокаций в границах заторможенного двойника на зарождение микротрещин в его вершине.

В качестве модельного материала был выбран кальцит. Границу двойника моделировали одиночным ступенчатым скоплением двойникующих дислокаций, каждая из которых смещена относительно соседней на расстояние, равное межплоскостному. Двойник представляли двойным ступенчатым скоплением двойникующих дислокаций. Головная дислокация считалась неподвижной в точке с координатами (0; 0) и принадлежала одновременно верхней и нижней границам. Скопление дислокаций поджималось к головной внешним напряжением т.

Уравнения равновесия дислокаций решали численно методом последовательных приближений [5]. Рассматривали скопления с различным суммарным числом дислокаций, а также различным соотношением чисел дислокаций в верхней и нижней границах двойников. Анализировалось образование микротрещин в результате слияния головных дислокаций по силовому [6] и термоактивированному [7] механизмам. Рассчитаны равновесные конфигурации одиночной двойниковой границы и двойника. Установлено, что условие образования микротрещины в вершине двойника существенно зависит от соотношения числа дислокаций в его границах. В пределе оно совпадает с условием зарождения трещины в вершине изолированной двойниковой границы с таким же суммарным числом дислокаций. Показано, что термоактивированному зарождению микротрещины соответствуют меньшие значения критических напряжений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рыбин В.Н., Ханнанов Ш.К//ФТТ. 1969. Т. 11.№4. С. 1048.

2. Владимиров В.И., Ханнанов ULX. // ФММ. 1971. Т. 31. № 4. С. 838.

3. ФедоровВЛ, ТялинЮ.К //Кристаллография. 1981.T. 26.№4. С. 775.

4. Федоров В.А., Финкелъ В.М., Плотников В.П., Тялин Ю.И., Курано-ва В.А. // Кристаллография 1988. Т. 33. № 5. С. 1244.

5. Ортега Док., Рейнболдт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными. М.: Мир, 1975.

6. Stroh A.N. // Advences phys. 1957. T. 6. № 24. C. 418.

7. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 280 с.