Термоактиваційна аналіза температурної залежности напруження плинности в твердих розчинах з ОЦК-ґратницею

С. О. Фірстов, Т. Г. Рогуль, М. О. Крапівка, С. І. Чугунова

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна

Отримано: 24.10.2017. Завантажити: PDF

Проведено порівняльну аналізу температурних залежностей межі плинности полікомпонентних і бінарних твердих розчинів з ОЦК-ґратницею (AlCrFeCoNi, AlTiVCrNbMo, Ti$_{25}$Zr$_{25}$Hf$_{25}$Nb$_{12,5}$Ta$_{12,5}$, VNbMoTaW, Fe–Cr, Fe–Mo, Fe–W, Cr–Fe), а також деяких чистих ОЦК-металів. Методою термоактиваційної аналізи розраховано значення енергії активації руху дислокацій та активаційного об’єму. Показано, що, як для бінарних, так і для полікомпонентних твердих розчинів, характерним є збільшення атермічної компоненти напруження плинности в порівнянні з чистими ОЦК-металами. При цьому, у порівнянні з чистими металами, полікомпонентні тверді розчини демонструють посилення термічної складової напруження плинности, в той час як для бінарних ОЦК-стопів відбувається її послаблення. Обговорюється природа цього ефекту. Показано, що високе атермічне твердорозчинне зміцнення полікомпонентних твердих розчинів може бути пов’язане зі зміною Бюрґерсового вектора уздовж дислокаційної лінії (як за довжиною, так і за напрямком) і появою компоненти, перпендикулярної до площини ковзання. Припускається, що посилення термічної складової температурної залежности межі плинности полікомпонентних ОЦК-твердих розчинів зумовлене наявністю високої концентрації точок закріплення термічно активованого дислокаційного відрізку атомами елементів, які мають високий рівень розмірно-пружньої невідповідности в порівнянні з середнім значенням для стопу.

Ключові слова: критичне напруження зсуву, межа плинности, енергія активації руху дислокацій, активаційний об’єм.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

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