Термоактивационный анализ температурной зависимости напряжения течения в твёрдых растворах с ОЦК-решёткой

С. А. Фирстов, Т. Г. Рогуль, Н. А. Крапивка, С. И. Чугунова

Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина

Получена: 24.10.2017. Скачать: PDF

Проведён сравнительный анализ температурных зависимостей предела текучести поликомпонентных и бинарных твёрдых растворов с ОЦК-ре-шёткой (AlCrFeCoNi, AlTiVCrNbMo, Ti$_{25}$Zr$_{25}$Hf$_{25}$Nb$_{12,5}$Ta$_{12,5}$, VNbMoTaW, Fe–Cr, Fe–Mo, Fe–W, Cr–Fe), а также некоторых чистых ОЦК-металлов. Методом термоактивационного анализа вычислены значения энергии активации движения дислокаций и активационного объёма. Показано, что, как для бинарных, так и для поликомпонентных твёрдых растворов, характерно увеличение атермической компоненты напряжения течения в сравнении с чистыми ОЦК-металлами. При этом, в сравнении с чистыми металлами, поликомпонентные твёрдые растворы демонстрируют усиление термической составляющей, в то время как для бинарных ОЦК-спла¬вов имеет место ослабление температурной зависимости напряжения течения. Обсуждается природа этого эффекта. Показано, что высокое атермическое твёрдорастворное упрочнение поликомпонентных твёрдых растворов может быть связано с изменением вектора Бюргерса вдоль дислокационной линии (как по длине, так и по направлению) и появлением составляющей, перпендикулярной плоскости скольжения. Наблюдаемое усиление термической составляющей напряжения течения в поликомпонентных ОЦК-твёрдых растворах предположительно обусловлено наличием высокой концентрации точек закрепления термически активируемого дислокационного отрезка атомами элементов, которые имеют высокий уровень размерно-упругого несоответствия по сравнению со средним значением для сплава.

Ключевые слова: критическое напряжение сдвига, предел текучести, энергия активации движения дислокаций, активационный объём.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i02/0219.html

PACS: 61.72.Hh, 62.20.F-, 62.40.+i, 65.40.De, 81.40.Cd, 81.40.Lm, 83.60.La


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. С. А. Фирстов, Т. Г. Рогуль, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 1: 33 (2017). Crossref
  2. C. А. Фирстов, Т. Г. Рогуль, Н. А. Крапивка, С. С. Пономарев, В. Н. Ткач, В. В. Ковыляев, В. Ф. Горбань, М. В. Карпец, Деформация и разрушение материалов, № 2: 9 (2013).
  3. С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. А. Крапивка, Н. И. Даниленко, В. Н. Назаренко, Вопросы атомной науки и техники (ВАНТ), № 2 (96): 178 (2015).
  4. O. N. Senkov, G. B. Wilks, J. M. Scott, and D. B. Miracle, Intermetallics, 19: 698 (2011). Crossref
  5. J. R. Stephens and W. R. Witzke, NASA Scientific and Technical Publication (Washington, D. C.: Lewis Research Center National Aeronautics and Space Administration: 1976).
  6. Ю. В. Мильман, В. И. Трефилов, О физической природе температурной зависимости предела текучести. Механизм разрушения металлов (Киев: Наукова думка: 1966), c. 59.
  7. D. Tabor, The Hardness of Metals (Oxford, UK: Clarendon Press.: 1951), p. 102.
  8. В. И. Трефилов, Ю. В. Мильман, С. А. Фирстов, Физические основы прочности тугоплавких металлов (Киев: Наукова думка: 1975).
  9. Е. В. Савицкий, Г. С. Бурханов, Металловедение тугоплавких металлов и сплавов (Москва: Наука: 1967).
  10. Т. Титц, Дж. Уилсон, Тугоплавкие металлы и сплавы (Москва: Металлургия: 1969) (пер. с англ.).
  11. Физическое металловедение (Ред. Р. У. Кан, П. Хаазен) (Москва: Металлургия: 1987), т. 3 (пер. с англ.).
  12. The Periodic Table of the Elements, WebElements: http://www.webelements.com
  13. Т. Гудцов, И. Г. Лозинский, Журнал технической физики, № 8 (22): 1249 (1952).
  14. Ю. В. Мильман, О. Е. Скляров, А. П. Удовенко, Труды Ин-та метрологии СССР, вып. 91 (151): 167 (1967).
  15. W. C. Leslie, Metal. Tans., 3, No. 1: 5 (1972).
  16. E. Pink and R. J. Arsenault, Prog. Mater. Sci., 24: 1 (1980). Crossref
  17. D. Leeman and M. E. Fine, Metall. Trans., 5, No. 6: 1331 (1974). Crossref
  18. J. R. Stephens and W. R. Witzke, J. Less-Common Metals, 41: 265 (1975). Crossref
  19. О. М. Барабаш, Ю. Н. Коваль, Структура и свойства металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  20. С. А. Фирстов, Т. Г. Рогуль, Н. А. Крапивка, С. С. Пономарев, В. В. Ковыляев, Н. И. Даниленко, Н. Д. Бега, В. И. Даниленко, С. И. Чугунова, Порошковая металлургия, № 3/4 (508): 127 (2016).
  21. Г. Конрад, Структура и механические свойства металлов (Москва: Металлургия: 1967) (пер. с англ.).