Физические закономерности изменения дислокационной структуры поверхностного слоя металлов при их контактном взаимодействии, страница 6

Исследования разупрочняющих процессов при отжиге металлов обычно проводились после их пластического деформирования при комнатной температуре по изменению удельного электросопротивления, микротвердости калориметрическим и рентгено-структурным методами. Значительный интерес представляют исследования этих процессов методом ФМР, ввиду того, что уширение линии резонансного поглощения в деформированном ферромагнетике обуславливается дислокациями, в то время как точечные дефекты не участвуют в уширении ΔН [51, 52, 55]. В этом случае имеется возможность разделить эффекты, связанные с точечными дефектами и дислокациями. Исследование отжига никеля, деформированного при комнатной температуре, проводилось методом ФМР в работах [87, 88]. Представлялось интересным исследовать эти процессы после низкотемпературной деформации, вследствие того, что деформирование при низких температурах существенно изменяет величину скрытой энергии наклепа и условия ее релаксации.

Пластическая деформация металлов при температурах, близких к абсолютному нулю способствует созданию дислокационной структуры, для которой характерны как высокая плотность дислокаций, так и более однородная распределение их в объеме образца [82, 83]. Увеличение плотности дислокаций вызывает существенное возрастание скрытой энергии деформации, что приводит к значительной интенсификации релаксационных процессов.

Методом ФМР исследовались процессы при изохронном и изотермическом отжигах поликристаллического никеля, прокатанного на 36,72 % при 78 К, а так же явление разупрочнения при обычных комнатных температурах образцов никеля, деформированных при 4,2 и 78 К [85, 89].

На рисунке 3.10 представлено изменение ΔН при изохронном отжиге. На кривых наблюдается 3 характерных участка, температурные интервалы которых отличаются между собой в зависимости от степени деформации. В интервале температур 298-473 К наблюдается некоторое уменьшение ΔН, которое связано с процессом возврата: перераспределением, частичной аннигиляцией дислокаций с образованием полигональных границ. Дальнейший нагрев никеля, деформированного на 72 % до 620 К (никеля, деформированного на 36 % до 720 К), ведет к незначительному уменьшению ΔН, связанному, по-видимому, с частичным перераспределением дислокаций. Более резкий спад ΔН в конце этого участка, видимо, обусловлен уже диффузионным переползанием краевых компонент дислокаций и слабым ростом субзерен.

Рисунок 3.10 - Изменение ширины линии ФМР ΔН при изохронном отжиге никеля: 1– ε = 72%; 2– ε= 36%

Третий температурный интервал 620-973 К (720-973 К для ε=36 %) характеризуется заметным уменьшением ΔН составляющим ~ 60 % от первоначального уширения. Этот спад ширины линии обусловлен снятием наклепа в процессе рекристаллизации.

Из рассмотренных кривых ΔН=f(t) (рисунок 3.10.) видно, что изменение ширины линии при отжиге носит сложный характер. При этом уменьшение ΔН с температурой отжига определяется величиной деформации: чем больше ε, тем интенсивнее процесс уменьшения ΔН.

В работе [90] изучалось изменение микроструктуры никеля при отжиге методом электронной микроскопии. В области температур 393-473 К наблюдалось уменьшение плотности дислокаций и развития полигональных структур, однако основное снятие наклепа происходило при рекристаллизации в интервале 620-820 К.

Исследования изохрон никеля, деформированного в условиях глубокого охлаждения, показали, что процессы отжига протекают при температурах, значительно ниже обычного температурного порога отдыха и рекристаллизации. Для никеля деформированного на 72 % в жидком азоте, рекристаллизация начинается при 620 К (рисунок 3.10.), в то время как, согласно [88], этот процесс происходит при температурах выше 773 К.

Для образцов, прошедших изохронный отжиг, было замечено лишь изменение ширины линии, форма и положение линий остаются (с точностью эксперимента) неизменными. Из этого можно предположить, что спектр поглощения обусловлен дефектами одного типа.