Физические закономерности изменения дислокационной структуры поверхностного слоя металлов при их контактном взаимодействии, страница 5

Рисунок 3.7 - Зависимость ширины линии ФМП от плотности дислокаций в никеле, определенной по данным:- работы [52]; ε = 0 ÷ 80 %

Рисунок 3.8 - Зависимость уширения линии δ (ΔН) ФМР от плотности дислокаций

При больших плотностях дислокаций линейная зависимость уширения линии от плотности дислокаций не сохраняется [52]. Это вытекает и из теоретических представлений [51] и подтверждается выполненными нами экспериментами, согласно которых уменьшение ∆Н должно иметь место при  [52, 79]. На этом этапе нагружения имеет место обратно корневая зависимость (рисунок 3.9). Такой характер зависимости ∆Н = f (ρ) согласуется с представлениями, развитыми в работе [51]. Если размеры дислокаций (расстояние между дислокациями также считается порядка R) удовлетворяет условию , то ширина линии возрастает с ростом концентрации дислокаций, где θ_с – обменная постоянная, равная по порядку величине температуры Кюри, а – постоянная решетки; μ_B – магнетон Бора; М_о – магнитный момент единицы объема.

Рисунок 3.9 - Зависимость ΔН от плотности дислокаций при больших степенях деформации (ε > 80%)

Если в кристалле преобладают дислокации с размером R << R₀ и имеет место перекрытие упругих полей линейных дефектов, то ширина линии убывает с дальнейшим ростом плотности дислокаций. Такое поведение линии поглощения обусловлено, согласно [51], тем, что средняя частота столкновения спиновых волн с дислокациями убывает, как при уменьшении, так и при увеличении размеров дислокаций, достигая наибольшего значения при R = R₀. Характерный размер R₀ для никеля, вычисленный по формулам [51], составляет ~ 5*10^-8 м.

Оцененное в работах [52, 79] среднее расстояние между дислокациями R из значения ρ = 8,5*10¹⁴ м^-2 , соответствующего ΔН_max, оказалось равным ~3*10^{-8 м, т.е. оно близко к характерному размеру} R₀, вычисленному в [51].

Последующее повышение деформации приводит, по-видимому, к уменьшению расстояния между дислокациями до величины менее 3*10^{-8 м, что должно привести к перекрытию упругих полей дислокаций и к падению ширины линии ФМР.}

Из анализа полученных результатов видно, что пластическая деформация поверхностных слоев при контактном взаимодействии твердых тел приводит к значительным изменениям дислокаций структуры. Деформирование при комнатной температуре ведет к образованию неравновесной ячеистой структуры. С увеличением степени деформации возрастает уровень диспергирования кристаллической решетки путем уменьшения размеров ячейки и увеличения плотности дислокаций в сетке ячеистой структуры до критического ее значения.

Уменьшение температуры деформирования приводит к более равномерному распределению дислокационных скоплений и повышенной средней плотности дислокаций.

Кинетика дислокационной структуры успешно может исследоваться методом ФМР. В пластически деформированном никеле уширение линии ФМР обуславливается дислокациями. Между шириной линии и плотностью дислокаций имеет место линейная зависимость, сохраняющаяся до значения плотности ~10¹⁵ м^-2.

При больших плотностях дислокаций (ρ > 10¹⁵м^-2) ширина линии изменяется по закону . Этот спад ΔН обусловливается уменьшением сечения рассеяния спиновых волн на дислокациях. С понижением температуры деформации линейная зависимость ΔН = f(ρ) сохраняется, т.е. значения ширины линии в зависимости от плотности дислокаций для прокатки при 300 и 78 К укладываются на одну прямую.

3.3 Исследование процессов релаксации упругой энергии после низкотемпературного контактного нагружения никеля

Наряду с кинетикой дислокационной структуры при пластическом деформировании определенный интерес представляют процессы релаксации упругой энергии упрочненного металла. Эти исследования актуальны с двух точек зрения:

1.  Выяснение закономерностей релаксации упругой энергии при развитии высоких температур во фрикционном контакте;

2.  Вычисление энергии активации и определение основных физических процессов, ответственных за микропластическое упрочнение материала.