Разрушение монокристаллов LiF при микроиндентировании Текст научной статьи по специальности «Физика»

Совместное действие электромагнитного из- ния в несколько раз выше, чем действие только

лучения видимого диапазона и нагрева усиливает нагрева,

эффект, причем активационное действие излуче-

ОБ ОБРАЗОВАНИИ МИКРОТРЕЩИН НА ДВОЙНИКОВЫХ ГРАНИЦАХ

В О ЦК И ГЦК МЕТАЛЛАХ С.Н. Плужников

Среди множества предложенных механизмов зарождения микротрещин большой интерес представляют механизмы, основанные: 1) на взаимодействии плоских дислокационных скоплений; 2) при блокировке полос скольжения дефектами кристаллической решетки. Зарождение трещины в подобной ситуации наблюдалось в экспериментах и происходит, как правило, при слиянии головных дислокаций скопления. При деформировании металлов с ОЦК и ГЦК решетками заметную роль играет двойникование, взаимосвязь которого с разрушением обсуждалась неоднократно, однако, до настоящего времени остается неоднозначной.

Цель работы: 1) оценить условия зарождения микротрещин на границах и в вершинах двойников в металлах с ОЦК и ГЦК решетками; 2) выявить основные факторы, влияющие на условия зарождения трещин.

В расчетах по методике, описанной в [1], определяли зависимость энергии парного перегиба от внешнего напряжения, по которым оценивали критические напряжения и соответствующие им

значения критических расстояний между головными дислокациями.

Получены аналитические выражения условий зарождения микротрещин в ступенчатых скоплениях дислокаций, моделирующие границу двойника и двойник. Показано, что при термоактивированном подходе слияние дислокаций в двойнике происходит легче, чем в изолированной границе.

Анализ значений критических расстояний между головными дислокациями, определенных по силовому и термоактивированному механизмам, показал, что для всех рассмотренных металлов характерен термоактивационный механизм зарождения разрушения.

С повышением значения модуля сдвига для всех рассмотренных металлов отмечается сближение критических расстояний между головными дислокациями, определяемых по обоим механизмам.

1. Федоров В А.. Тялин Ю.И. О зарождении трещин на граішцах двойников в кальците // Кристаллография. 1981. Т. 26. Вып. 4. С. 775-781.

РАЗРУШЕНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ Ш ПРИ МИКРОИНДЕНТИРОВАНИИ А.Н. Глушков, Л.Г. Карыев

Проведено исследование зависимости степени растрескиваемости qp кристалла от ориентации индентора Виккерса и влияние на нее при (11| <110> (с! - диагональ отпечатка): концентрации примесей и собственных точечных дефектов в кристалле; дислокационной структуры зоны индентирования; температуры образца. Предложен механизм разрушения, обусловленный ориентацией индентора. В экспериментах использовали монокристаллы ЫР различной степени чистоты. Исследования проводили на микротвердомере ПМТ-3. Нагрузку на индентор изменяли от 1 до 200 г, а температуру образца от 293 до 393 К.

Отмечено, быстро убывает по мере разо-риентации индентора; при отклонении от указанной ориентации на ~ 12° разрушение практически не наблюдается. Для кристаллов с различной степенью чистоты трещиностойкость в исходных полосах скольжения по <110> в 5-^9 раз выше трещиностойкости свободных от дислокаций участков. Степень растрескиваемости в полосах искусственно введенных в кристалл и затем состаренных также меньше, чем свободных от дислокаций участков. В большинстве случаев край полосы более трещиностоек, чем ее середина.

Монотонное убывание qp при росте температуры объясняется тем, в процесс пластического

течения начинают включаться плоскости скольжения {100}, что приводит к дополнительной релаксации напряжений.

Трещина, зарождаясь, по-видимому, в плоскости первичной спайности {001}, может продолжать свое развитие не только в наблюдаемых на поверхности инде нтиро ва ния плоскостях {110}9о, НО И В ПЛОСКОСТЯХ {110)45, уходя вглубь кристалла. Это обусловлено одновременным образованием трещины и эволюцией дислокационной структуры полос скольжения в ПЛОСКОСТЯХ {110}9О и {110)45.

При ориентации индентора с! 11 <110>, краевые компоненты развивающихся дислокационных петель в плоскостях, например, (101) и (О II) и движущиеся из кристалла стопорятся гранями индентора. Таким образом, возникают

два дислокационных скопления, причем линия пересечения плоскостей (101) и (011) располагается в одной с ребром индентора плоскости (110) и вдоль этой линии находится область концентрации напряжений, возникающих за счет наложения напряжений от скоплений дислокаций в каждой из рассмотренных плоскостей. В этом случае может реализоваться вскрытие трещины за счет растягивающих напряжений в голове скопления или за счет слияния нескольких головных дислокаций. Отклонение индентора от положения с1 11 <110> уменьшает вероятность разрушения, так как в дислокационных скоплениях у граней и под ребром индентора появляются винтовая и смешанная компонент дислокаций, снимающие концентрацию напряжений.