Научная статья на тему 'Взаимодействие дислокаций в процессе двойникования в титане ВТ1-0, прошедшего закалку от высоких температур'

Взаимодействие дислокаций в процессе двойникования в титане ВТ1-0, прошедшего закалку от высоких температур Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
170
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТИТАН / ЗАКАЛКА / ДЕФЕКТЫ / ДВОЙНИКОВАНИЕ / СКОЛЬЖЕНИЕ / ДИСЛОКАЦИИ / СТРУКТУРА / МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / TITANIUM / HARDENING / DEFECTS / TWINNING / SLIP / DISLOCATIONS / STRUCTURE / MECHANICAL PROPERTIES

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Камышанченко Николай Васильевич, Никулин Иван Сергеевич, Кузнецов Дмитрий Павлович, Кунгурцев Максим Сергеевич, Неклюдов Иван Матвеевич

В работе исследуется процесс двойникования в закаленном титане ВТ1-0. Анализируется влияние закалочных дефектов на развитие двойников и изменение прочностных характеристик исследуемого титана. Работа выполнена в центре коллективного пользования БелГУ (при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. государственный контракт № П2275 от 13 ноября 2009 г.) и в ННЦ ХФТИ АН, Украина в соответствии с договором между БелГУ и ННЦ ХФТИ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Камышанченко Николай Васильевич, Никулин Иван Сергеевич, Кузнецов Дмитрий Павлович, Кунгурцев Максим Сергеевич, Неклюдов Иван Матвеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INTERACTION OF DISLOCATIONS IN THE PROCESS OF TWINNING IN TITANIUM VT1-0, AFTER HARDENING BY HIGH TEMPERATURES

This work shows the process of twinning in titanium VT1-0 after hardening by high temperatures. Also it is analyzed influence of hardening defects on twins' development and changes in strength characteristics of investigated material.

Текст научной работы на тему «Взаимодействие дислокаций в процессе двойникования в титане ВТ1-0, прошедшего закалку от высоких температур»

УДК 539.3

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ДВОЙНИКОВАНИЯ В ТИТАНЕ ВТ1-0, ПРОШЕДШЕГО ЗАКАЛКУ ОТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

© Н.В. Камышанченко1*, И.С. Никулин1*, Д.П. Кузнецов1*,

М.С. Кунгурцев1*, И.М. Неклюдов2*, О.И. Волчок2*

^ Белгородский государственный университет, г. Белгород, Россия 2) ННЦ «Харьковский физико-технический институт», г. Харьков, Украина, e-mail: [email protected]

Ключевые слова: титан; закалка; дефекты; двойникование; скольжение; дислокации; структура; механические свойства.

В работе исследуется процесс двойникования в закаленном титане ВТ1-0. Анализируется влияние закалочных дефектов на развитие двойников и изменение прочностных характеристик исследуемого титана.

Несмотря на несомненный прогресс в понимании механизмов чистого двойникования, в области объяснения деформационного двойникования металлов имеется целый ряд нерешенных проблем, связанных, прежде всего, с взаимодействием двойникующих дислокаций с дефектами структуры [1, 2].

Титан в состоянии поставки прокатывался при 500 °С до є = 75 % и отжигался в вакууме при 700 °С. Вырезанные из заготовок электроэрозионным способом образцы составили первую партию.

Прокатанные образцы с остаточной деформацией

є = 75 % и нагретые в вакууме до 1100 °С с последующим охлаждением в воде при 20 °С составили вторую партию.

Рентгеноструктурный анализ показал, что титан ВТ1-0 в состояние поставки, после горячей прокатки при 500 °С до є = 75 % и закалки от 1100 °С в воду при 20 °С, представляет собой стабильную а-модифика-цию, имеющую ГПУ-решетку. Микроструктура закаленного титана отличается неоднородной структурой по мере уменьшения скорости закалки с проникновением вглубь образца (рис. 1).

а)

б)

в)

д)

Рис. 1. Микроструктура титана, закаленного от 1100°С в воду а) - общий вид; б, в, г, д - микроструктура выделенных мест из общего вида

Нлі dness (HV ОЛ)

Кол-во О 2 4 5 8 to 12 14

а)

Рис. 2. Микротвердость титана после закалки (а) и после горячей

Если в образцах, прошедших горячую прокатку, микротвердость, в основном, зависит от степени деформации и последующего отжига, то в закаленном образце микротвердость зависит от удаления от поверхности образца (рис. 2), т. е. от скорости закалки.

Образованные концентрированной нагрузкой механические двойники в образцах, деформированных прокаткой и закаленных от высоких температур, отличаются друг от друга не только геометрическими размерами, но и конфигурацией двойниковой границы.

Состояние поверхности титана в зоне двойникова-ния после травления отожженных и закаленных образцов существенно отличается: на границе двойника и базисной прослойки за двойником в отожженном образце имеется глубоко протравленная область, в то время как в закаленном образце наблюдается более равномерная протравленность в материнской плоскости, соприкасающаяся с полосами сброса.

Дислокации, осуществляющие скольжение, останавливаются на границе двойникующей прослойки и параллельных плоскостей (0001), вызывая изменение рельефа за границей двойниковой прослойки. Именно в этой материнской области происходит сильное растравливание, что говорит о наличии здесь повышенного внутреннего напряжения [3].

Увеличение плотности дефектов в объеме кристалла закалкой от высоких температур приводит к свободному выходу двойникующих дислокаций на поверхность кристалла и не создает значительных внутренних концентрированных напряжений на границе двойниковой прослойки.

В результате таких процессов состояние материнской области на границе механического двойника и в материнской области за двойникующей плоскостью имеет более равномерную и не глубокую протравлен-ность, что позволяет утверждать о релаксирующем

б)

окатки и неполного отжига (б)

действии закалочных дефектов в области образования двойника. Однако в местах сброса соприкасающаяся плоскость подвержена искажению, что приводит к образованию внутренних напряжений, где и наблюдается протравленность титана.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лаврентьев Ф.Ф., Владимиров В.А. О роли дислокаций леса в пластической деформации монокристаллов цинка // ФММ. 1970. Т. 29. С. 150-156.

2. Лаврентьев Ф.Ф. Взаимодействие дислокаций в цинке, висмуте и сурьме при двойниковании // ФММ. 1964. Т. 18. Вып. 3. С. 428436.

3. Лаврентьев Ф.Ф., Старцев В.И. О структуре области аккомодации в монокристаллах цинка и висмута // ФММ. 1962. Т. 13. № 3. С. 441-450.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена в центре коллективного пользования БелГУ (при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. государственный контракт № П2275 от 13 ноября 2009 г.) и в ННЦ ХФТИ АН, Украина в соответствии с договором между БелГУ и ННЦ ХФТИ.

Поступила в редакцию 15 апреля 2010 г.

Kamyshanchenko N.V., Nikulin I.S., Kuznetsov D.P., Kun-gurtsev M.S., Neklyudov I.M., Volchok O.I. The interaction of dislocations in the process of twinning in titanium VT1-0, after hardening by high temperatures.

This work shows the process of twinning in titanium VT1-0 after hardening by high temperatures. Also it is analyzed influence of hardening defects on twins’ development and changes in strength characteristics of investigated material.

Key words: titanium; hardening; defects; twinning; slip; dislocations; structure; mechanical properties.

9З0

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.