Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 5

Снижение энергии излучения, по всей видимости, связано с образованием «дислокационного леса» и уменьшением длины свободного пробега дислокаций. Деформационное упрочнение на стадии IV, может протекать с незначительным повышением активности сигналов АЭ дислокационного типа и излучаемых микротрещинами. Наличие твердых фаз и увеличение степени неравновесности структуры приводит к росту активности АЭ. Активность АЭ на стадии V параболического или убывающего с малой скоростью упрочнения, для стали 20 практически равна нулю, однако, для стали 45 характеризуется значительной постоянной активностью, что определяется влиянием более высокой концентрации твердых фаз цементита в прослойках перлита.

Увеличение содержания углерода приводит к увеличению активности АЭ и росту крутизны графика интегрального накопления сигналов N=f(ε) (рис. 5.1.7, а). Активное излучение сигналов АЭ в стали 45 начинается с самого начала деформации, о чем можно судить по крутому углу наклона кривой N=f(ε).

В зависимости от скорости деформации, на стадии макролокализации деформации, именуемой стадией VI (рис. 5.1.6), повышения активности АЭ для низкоуглеродистых сталей может не наблюдаться в связи с резким уменьшением объема деформируемого материала, несмотря на значительное увеличение истинной скорости локальной деформации.

5.1.3. Образцы титанового сплава ВТ20. Титановые сплавы псевдо–a класса ВТ20 и ОТ4 при комнатной температуре имеют ГПУ–кристаллическую структуру. Обычно металлы с гексагональной кристаллической структурой имеют пониженную пластичность из-за ограниченного количества систем скольжения. Однако титан представляет исключение из этого правила. Одной из причин этого является благоприятное отношение осей с/а кристаллической решетки титана. Кроме того, у титана установлено, по крайней мере, 30 возможных систем скольжения и двойникования [274]. В связи с этим по пластичности титан не уступает другим металлам с иными типами кристаллических решеток.

Важное значение в формировании механических свойств титана имеет двойникование, начинающееся обычно при напряжениях, несколько меньших предела текучести, и продолжающееся в значительной области пластической деформации. Наиболее активно процесс двойникования протекает в крупнозернистых, в меньшей мере – в мелкозернистых образцах [275]. Граница двойника, как препятствие сдвиговой деформации по плоскости скольжения, столь же эффективна как граница зерна. Накопление двойников при деформировании можно рассматривать наподобие «измельчения» зерен. Вследствие этого, деформация в крупнозернистых образцах постепенно приобретает характер, свойственный мелкозернистому состоянию, поэтому характеристики пластичности крупнозернистых и мелкозернистых образцов титана находятся на одинаковом уровне, а относительное удлинение у крупнозернистых образцов может быть даже выше, чем у мелкозернистых.

Ввиду того, что двойникование происходит при большем выбросе упругой энергии, что связано с гораздо бóльшими по величине смещениями одних частей кристаллов относительно других, уровень активности и энергии сигналов АЭ при деформации титана и его сплавов достаточно высок. Линейная скорость двойникования также выше, чем при скольжении [276]. В ряде опытов удалось определить ориентировочные величины скорости роста двойников [277, 278]. Так, для сплава Fe + 4,5 % Si значения скорости достигали 500-700 м/с [279]. В монокристаллах железа при температурах 77-400 К зафиксировали скорости около 2500 м/с [280].