Исследование сверхпластичности и образования встроенных зон в бериллии

И. И. Папиров$^{1}$, А. А. Николаенко$^{1}$, В. С. Шокуров$^{1}$, А. В. Шокуров$^{1}$, Ю. В. Тузов$^{2}$

$^{1}$Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, ул. Академическая, 1, 61108 Харьков, Украина
$^{2}$Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Каширское шоссе, 31, 115409 Москва, Российская Федерация

Получена: 08.02.2018. Скачать: PDF

В результате многолетних исследований авторам впервые удалось получить мелкозернистый бериллий высокой чистоты, который при комнатной температуре на порядок пластичнее технического металла, а при повышенных температурах переходит в сверхпластичное состояние. В обзоре подведены итоги изучения природы сверхпластического течения и высокотемпературной деформации бериллия. Определён коэффициент скоростной чувствительности напряжения мелкозернистого бериллия высокой чистоты и сплавов на его основе в диапазонах температур 823–1023 К и скоростей деформаций 10$^{-5}$–10$^{-3}$ с$^{-1}$. Выяснено, что при сверхпластичном течении текстура бериллия практически не изменяется. Сверхпластическая деформация характеризуется сильной неоднородностью локального пластического течения на фоне относительной однородности макроскопического течения. Установлено, что сверхпластичность бериллия является комплексным процессом, включающим скольжение по границам зёрен, разные варианты перестройки зёрен, дислокационную и диффузионную ползучесть, а также образование встроенных зон в зёрнах. Перестройка зёрен также представляет собой сложный процесс, который происходит в результате совместной работы механизмов Эшби–Верралла и Джифкинса. Обнаружено, что при высокотемпературной ползучести бериллия в теле зерна и вблизи его границ образуются специфические деформационные рельефы, названные встроенными зонами. Установлено, что образование встроенных зон имеет диффузионную природу. Предложен механизм их образования и роста, отличающийся от классического диффузионного крипа Херринга–Набарро укороченными путями массопереноса.

Ключевые слова: мелкозернистый бериллий, сверхпластичность, встроенные зоны, граница зерна.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i06/0817.html

PACS: 61.72.Mm, 62.20.fq, 62.20.Hg, 66.30.Fq, 81.40.Ef, 81.40.Lm, 83.60.La


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. И. И. Папиров, И. А. Тараненко, Г. Ф. Тихинский, Атомная энергия, 37, № 3: 220 (1974). Crossref
  2. И. И. Папиров, Г. Ф. Тихинский, И. Н. Христенко, А. А. Авотин, А. С. Капчерин, Природа пластической деформации бериллия (Киев: Наукова думка: 1977).
  3. В. Е. Иванов, Г. Ф. Тихинский, И. И. Папиров, Доклады АН СССР, 216: 1258 (1974).
  4. В. Е. Иванов, Г. Ф. Тихинский, И. И. Папиров, Вопросы атомной науки и техники, № 6: 32 (1977).
  5. V. E. Ivanov, G. F. Tikhinskij, I. I. Papirov, I. A. Taranenko, E. S. Karpov, and A. S. Kapcherin, Fourth Int. Conf. on Beryllium Held at the Royal Society—Beryllium 1977 (October 4–7, 1977, London).
  6. Е. С. Карпов, И. И. Папиров, Г. Ф. Тихинский, Физика и химия обработки материалов, 4: 96 (1980).
  7. M. F. Ashby and R. A. Verrall, Acta Metall., 21, Iss. 2: 149 (1973). Crossref
  8. R. C. Gifkins, J. Mater. Sci., 13, Iss. 9: 1926 (1978). Crossref
  9. Л. А. Корниенко, А. А. Николаенко, Заводская лаборатория, 45, № 3: 232 (1979).
  10. R. L. Squires, R. T. Weiner, and M. Phillips, J. Nucl. Mater., 8, Iss. 1: 77 (1963). Crossref
  11. J. E. Harris and R. B. Jones, J. Nucl. Mater., 10, Iss. 4: 360 (1963). Crossref
  12. В. Бэкофен, Процессы деформации (Москва: Металлургия: 1977) (пер. с англ.).
  13. A. Karim, D. L. Holt, and W. A. Backofen, Trans. Metall. Soc. AIME, 245: 2421 (1969).
  14. I. I. Novikov, V. K. Portnoy, and T. E. Terentieva, Acta Metall., 25, Iss. 10: 1139 (1977). Crossref
  15. В. С. Шокуров, И. И. Папиров, Л. А. Корниенко, А. А. Николаенко, Физика металлов и металловедение, 50, № 2: 397 (1980).
  16. В. С. Шокуров, Л. А. Корниенко, А. А. Николаенко, И. И. Папиров, Физика металлов и металловедение, 50, № 6: 1293 (1980).
  17. И. И. Папиров, А. А. Николаенко, В. С. Шокуров, А. И. Пикалов, Вопросы атомной науки и техники, 81, № 5: 88 (2012).
  18. Л. А. Корниенко, В. С. Шокуров, А. А. Николаенко, И. И. Папиров, Г. Ф. Тихинский, Металлофизика, 2, вып. 4: 89 (1980).
  19. И. И. Папиров, А. А. Николаенко, В. С. Шокуров, В. А. Шкуропатенко, Вестник ХНАДУ, вып. 60: 105 (2013).