Физические закономерности изменения дислокационной структуры поверхностного слоя металлов при их контактном взаимодействии, страница 3

Для более детального изучения дислокационной структуры поверхностного слоя при контактном нагружении и сопоставления полученных результатов ФМР с изменениями микростроения были проведены электронномикроскопические исследования на «просвет» поликристаллического и монокристального никеля, деформированного при 300 и 78 К. Исходные тщательно отожженные образцы поликристаллического никеля имели относительно низкую плотность дислокаций ~. Из электронномикроскопических снимков деформированных образцов (рисунок 3.5) видно, что дислокации образуют сложные сплетения, ограничивающие области кристалла, имеющие сравнительно малую плотность дислокаций (ячеистую структуру). Деформация никеля на 5-10 % уже приводит к формированию этой структуры с плотностью дислокаций . При деформации до 30% наблюдается интенсивный рост ширины границы ячеек и образование сложных сплетений дислокаций в виде непрерывной трехмерной сетки с размером ячеек ~ 1 мкм (рисунок 3.5, Б). Плотность дефектов увеличивается, достигая величины , а дислокации в основном располагаются в объемных сплетениях. Дальнейшее увеличение степени деформации (до ε = 50%) приводит к более замедленному уменьшению размеров ячеек (рисунок 3.5, В) и увеличению плотности дислокаций (). При больших степенях деформации (ε = 70 % и более) плотность дислокаций в сетке возрастает настолько, что их распределение становится «облакообразным») и утрачивается возможность различать отдельные дислокации. Расстояние между ними становится менее м и, по-видимому, наступает момент, когда поля напряжений дислокаций начинают перекрываться. В этом случае анализ дислокационной структуры затруднен в силу того, что изображения нескольких дислокаций могут сливаться, а некоторые из них в зависимости от ориентации не дают контраста. По этим причинам надо полагать, что вычисленные значения ρ будут занижены и примерная ошибка в их определении составляет ~ 25%. В таблице 3.1 приведены значения плотности дислокаций, определенные электронномикроскопическим методом поликристаллического никеля, деформированного при 300 и 78 К.

                                     а                                               б                                                                                        

                                     в                                               г                       

Рисунок 3.5 - Электронномикроскопические снимки структуры поликристаллического никеля, деформированного при 300 К: а – ε = 10%; б – 30%; в – 56%; г – 82%

Таблица 3.1 - Плотность дислокаций поликристалллического никеля

ε, %		10	30	52	60
300 К	ρ, 1014м-2	1,1	3,3	6,4	7,2
78 К	ρ, 1014м-2	1,6	4,5	7,2	7,8

     При больших деформациях (больше 60%) плотность дислокаций определялась по расширению рентгеновских дифракционных линий, ввиду ограниченности метода электронной микроскопии. В таблице 3.2 приводятся эти данные для никеля, деформированного при 78 К.

Таблица 3.2 - Плотность дислокаций Ni при больших деформациях

ε, %	52	60	66	72	75	80
, 10-3	1,64	2,16	2,47	2,57	2,67	2,89
ρ, 1014 м-2	10,9	18,5	23,3	27,0	29,2	32,4

Размер блоков когерентного рассеяния в образцах, подвергшихся деформации в интервале 50-80%, с точностью эксперимента не изменяется и составляет м, в то же время, ширина распределения микроискажений  непрерывно растет во всем интервале деформации (рисунок 3.4).

     Изменения дислокационной структуры монокристального никеля, деформированного при 300 и 78 К, также изучались методом рентгенографии и электронной микроскопии на «просвет». Электронномикроскопические снимки монокристального никеля, деформированного при 300 К, не приводятся в силу того, что его дислокационные конфигурации подобны поликристаллическому никелю, хотя при больших деформациях (ε = 60-80 %) наблюдается большая плотность дислокаций внутри ячеек и границы их больше размыты.