Блокировка дислокаций в монокристаллах магния в отсутствие внешнего напряжения и сопоставление с автоблокировкой в интерметаллидах

• Автор: Власова, Алиса Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Елава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Движение дислокаций

1.1.1 Консервативное и неконсервативное движение дислокаций

1.1.2 Закон Шмида

1.1.3 Рельеф Пайерлса

1.1.4 Перегибы на дислокациях

1.2 Температурная аномалия предела текучести в интерметаллидах типа №3А1

1.3 Автоблокировка дислокаций в интерметаллидах типа №3А

1.4 Температурная аномалия в сплавах типа ТІАІ
1.5 Блокировка дислокаций в сплавах типа ТІА
1.6 Особенности деформационного поведения магния и его основные физические свойства
1.7 Магний и его применения
Глава 2 МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материал
2.2 Методика эксперимента
2.3 Методы исследования
Глава 3 ОБНАРУЖЕНИЕ АВТОБЛОКИРОВКИ ДИСЛОКАЦИЙ В МАГНИИ
3.1. Исходная дислокационная структура
3.2 Плоские дефекты
3.3 Деформация <0001> монокристаллов и медленное охлаждение
3.4 Деформация < 1120 > монокристаллов и медленное охлаждение

Глава 4 АВТОБЛОКИРОВКА ДИСЛОКАЦИЙ ПРИ ПИРАМИДАЛЬНОМ СКОЛЬЖЕНИИ

4.1 Причины образования дислокационных барьеров в магнии
4.2 Двухдолинный потенциальный рельеф в магнии и
автоблокировка
4.3 Образование дислокационных барьеров в магнии в отсутствие приложенных напряжений
Глава 5 СРАВНЕНИЕ КУБИЧЕСКОГО СКОЛЬЖЕНИЯ В ИНТЕРМЕТАЛЛИДАХ С ПИРАМИДАЛЬНЫМ СКОЛЬЖЕНИЕМ В МАГНИИ
5.1 Потенциальный рельеф дислокации при кубическом скольжении
5.2 Напряжение включения дислокационного источника с учетом блокировки
5.3 Кубическое и пирамидальное скольжения
5.4 Возможные применения автоблокировки дислокаций в магнии
Заключение
Список работ соискателя
Список литературы
Приложение. Системы скольжения в ГПУ кристаллической решетке
© Институт физики металлов УрО РАН, 2014 г. © Власова А.М., 2014 г

ВВЕДЕНИЕ
Пластическая деформация материалов сопровождается рядом эффектов, например, образованием дислокационных петель, диполей, точечных дефектов (вакансий и межузельных атомов) и вакансионных дисков, среди которых немаловажную роль играет образование дислокационных барьеров под действием приложенных напряжений. В классической литературе описываются барьеры Ломер-Коттрелла-Хирта, представляющие собой сидячие конфигурации из частичных дислокаций, соединенных вершинной дислокацией, образующиеся в результате множественного скольжения; а также завершенные и незавершенные барьеры Кира-Вильсдорфа для дислокаций в сверхструктурах. Все эти барьеры, как уже отмечалось выше, образуются в результате перестройки дислокаций под действием приложенных напряжений. Однако, как выяснилось, ряд материалов обладает парадоксальным свойством образования термоактивированных дислокационных барьеров в отсутствие внешнего напряжения. Это явление, получившее название автоблокировки дислокаций, впервые экспериментально наблюдалось в интерметаллидах типа 1ТзА1, что послужило экспериментальной основой для создания новой концепции автоблокировки дислокаций в интерметаллидах этого типа.
Среди многообразия металлов, сплавов и интерметаллидов где-то в стороне стоит группа с аномальным деформационным поведением. Прежде всего, аномальным является присущий этой группе рост предела текучести в определенном температурном интервале. Аномалия предела текучести ау(Т) наблюдается во многих интерметаллидах, таких как сплавы на основе №зА1, а также в ПА1, ТСзА1 и др. Среди чистых металлов аномалия сту(7) наблюдалась только для ГПУ металлов, таких как магний, цинк, кобальт, кадмий. Аномальная зависимость оу(7) обусловлена превращениями дислокаций из скользящих конфигураций в заблокированные конфигурации (барьеры). Эти превращения представляют собой термоактивированные процессы, которым содействуют внешние напряжения. При повышении температуры выше температуры пика сту(7) происходят обратные превращения барьеров в скользящие дислокации, которые вызывают нормальный ход ау(7). Наблюдение аномального хода сту(7) сопровождается наблюдением вытягивания дислокаций вдоль выделенных направлений, соответствующих дислокационным барьерам. Кроме того, аномальное деформационное поведение включает в себя другую особенность, присущую этой группе. Речь идет об обнаруженной сравнительно недавно блокировке дислокаций без помощи внешних напряжений (автоблокировке).

Как для барьеров Кира-Вильсдорфа, так и для барьеров типа “крыши“ было показано, что энергия активации образования барьера ниже энергии активации его разрушения (превращения вновь в скользящую конфигурацию). В данном случае это соотношение обусловлено фактически тем, что при образовании барьеров необходима рекомбинация дислокаций, содержащих полосу КДУ, а при разрушении барьеров- дислокаций, содержащих полосу СДУ. Наименьшую ширину имеет одна из полос СДУ, принадлежащих асимметричной “ крыше“ с суммарным вектором Бюргерса 1Л<112>. Именно разрушение такого барьера является наиболее легким процессом разблокировки сверхдислокаций. Разрушение же барьеров Кира-Вильсдорфа в TiAl, в отличие от NijAl, требует такой высокой энергии активации, что они являются практически неразрушаемыми (indestructible). Неразрушаемый характер <101> барьеров в TiAl был подтвержден при исследовании автоблокировки.
Однако возможность автоблокировки одиночной дислокации в TiAl не была очевидной. Кроме того, указанные эксперименты были дополнены повторной деформацией при Т> Гтах с целью выяснить, возможно ли в этом случае превращение заблокированных дислокаций в скользящие, а, если возможно, то для каких типов дислокаций.
На рис. 1.20 приведены светлопольные изображения типичной микроструктуры, наблюдаемой после деформации при комнатной температуре.