Закономерности и механизмы локализации деформации с переориентацией кристаллической решётки в металлических сплавах

• Автор: Литовченко, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ И МЕХАНИЗМЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ

1.1. Дефектные структуры локализованной деформации

1.1.1. Полосы сброса

1.1.2. Полосы вторичного скольжения. Полосы деформации. Микрополосы

1.1.3 Полосы локализованного сдвига

1.1.4. Двойниковые и мартенситные структуры

1.2. Механизмы локализации деформации

1.2.1 Коллективные сдвиговые эффекты в дислокационных ансамблях

1.2.2. ДисклинациоНные модели переориентации
1.2.3 Моделирование процессов образования полос локализованного сдвига.
1.2.4. Двойникование и мартенситные превращения
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ
ИССЛЕДОВАНИЙ !
2.1. Постановка задач диссертации
2.2. Материалы и методики исследований
2.2.1. Выбор материалов исследования
2.2.2. Методики интенсивной обработки и методики получения фолы для электронно-микроскопических исследований
2.2.3 Методики электронно-микроскопических исследований разориентировок кристаллической решётки
2.2.4. Методика расчёта матриц переориентации при фазовых (мартснситных) превращениях и двойниковании
3. ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ И СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ Ni3Al [93-98]
3.1. Эволюция микроструктуры при прокатке высокоазотистых сталей [93-98]
3.2. Закономерности формирования и кристаллогеометрические особенности переориентации кристаллической решётки полос локализации деформации, формирующихся при прокатке высокоазотистых сталей [93-98]
3.3. Особенности эволюции микроструктуры и полос локализации деформации в хромоникелевых аустенитных сталях [94,95,97,98]
3.4. Особенности локализации деформации при интенсивной пластической деформации и обработке мощным ионным пучком сплава на основе Ni3Al [97,98]
3.4.1. Деформация в наковальнях Бриджмена
3.4.2. Обработка мощными ионными пучками
4. МЕХАНИЗМ ДЕФОРМАЦИИ И ПЕРЕОРИЕНТАЦИИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ В ПОЛОСАХ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ДВОЙНИКАХ ДЕФОРМАЦИИ

4.1. Новый механизм локализации деформации и переориентации
Ч кристалла. Модель динамических фазовых (мартенситных) превращений в
полях высоких локальных напряжений [93,94]
4.1.1. Атомная (геометрическая) модель мартенситных превращений
4.1.2. Механизм 60°<110> переориентации кристалла в полосах локализации деформации [93,94, 96-98]
4.1.3. О механизме пластической деформации в зоне прямого плюс обратного мартенситного превращения
4.2. Влияние двойникования на закономерности переориентации кристаллической решётки в полосах у-»сс-»у превращений. Механизм 35°<110> переориентации в полосах локализации деформации [95,98]
4.3. Применение механизма прямых плюс обратных мартенситных
* превращений для объяснения формирования двойников деформации в ТИП
сплавах [97,98,101]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложения
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Явления локализации деформации и механического двойниковання играют важную роль в процессах пластической деформации металлических материалов, часто определяют технологические режимы их обработки и контролируют процессы разрушения изделий в различных условиях эксплуатации. К настоящему времени накоплен достаточно большой экспериментальный материал по феноменологии этих явлений в различных материалах и условиях деформации [1-60]. Предложен ряд физических и структурных механизмов формирования полос локализации и двойников деформации [1,2,9,10,18-20,42,60 и др.]. Однако до сих пор во .многих случаях эти механизмы не способны удовлетворительно описать физические закономерности указанных выше явлений или выявить их физическую природу. Последнее в полной мере относится к полосам локализации деформации (ПЛД) с переориентацией кристапической решетки на большие (десятки градусов) углы [37,44] и двойникам деформации, формирующимся в плоскостях со сложными индексами в сплавах на основе никелида титана [60]. Отсутствие адекватных физических и структурных механизмов формирования указанных выше дефектных субструктур обусловлено, в первую очередь, коллективным (кооперативным) характером их формирования, не сводящимся к традиционным дислокационным механизмам деформации. Тем не менее, большинство обсуждаемых в настоящее время механизмов образования полос локализации и двойников деформации (подробно см. обзор диссертации) основаны именно на дислокационных механизмах пластического течения. Между тем, даже привлечение представлений о частичных дисклинациях или их диполях, как коллективных носителях ротационной моды деформации [1,2.8-10,45-49], не может объяснить такую важную особенность ПЛД, как высокоугловой характер переориентации с существованием преимущественных векторов разориентации.
На наш взгляд, в этой ситуации необходима разработка новых физических подходов к проблеме поведения материалов в условиях интенсивных внешних воздействий. При этом наиболее перспективным является анализ обсуждаемых явлений на основе учета коллективных эффектов в ансамблях элементарных дефектов и поиск новых высокоэнергетических носителей и механизмов деформации и переориентации решетки.
В связи с вышесказанным, ислыо настоящей работы является: экспериментальное исследование условий, закономерностей и механизмов формирования ПЛД с высокоугловым характером переориентации кристаллической решётки в материалах с разным уровнем фазовой стабильности (аустенитные стали разного класса, сплавы на основе N1.1 А1); разработка и теоретическое обоснование физических и структурных

пластической деформации. Реализация мартенситных превращений в сталях зависит от
* содержания легирующих элементов в твёрдом растворе, улу.
Кристаллы мартенсита могут иметь внутренне сдвойникованную структуру [61,62]. Эти двойники относятся к двойникам превращения (transformation twin), имеют совершенную форму и регулярно распределены внутри мартенситной пластины. Внутри обычных деформационных двойников также могут наблюдаться двойники деформации -двойники второго порядка (Secondary order twin - SOT) [63]. При больших пластических деформациях, в условиях действия нескольких кристаллографических вариантов двойникования и мартенсита, а также других мод деформации, реализуется сложная
* дефектная структура, в которой кристаллографические характеристики (плоскости залегания, ОС, разориентировки) двойниковых и мартенситных пластин значительно искажаются.
Таким образом, при больших пластических деформациях локализация пластического течения на мезомасштабном уровне реализуется дефектными структурами, рассмотренными в п.1. Образование тех или иных структур определяется действием конкретных механизмов (или их совокупности) деформации вообще и локализованной деформации в частности.