WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

реализуется для низкотемпературных пиков ВТ в деИнтенсивность источника и доза облучения составляли формированных кристаллах [42], и этот факт является 2 · 1014 см-2 · с-1 и 1 · 1018 см-2 соответственно. Для одним из наиболее убедительных аргументов в пользу предотвращения нагрева в процессе облучения образец их дислокационной природы. Блокировка движения дисохлаждался водой. Из кривых 2, 2 видно, что облучение локационноподобных дефектов в МС либо вследствие приводит к почти полному исчезновению пика ВТ и роста внутренних напряжений при больших деформацисопутствующего ему дефекта модуля.

ях, либо вследствие образования радиационных дефектов представляется вероятной причиной исчезновения упомянутых неупругих аномалий. Возможность уменьшения 2. О природе низкотемпературных высоты пика ВТ в результате деформации явно указывает пиков внутреннего трения на ”неточечный” характер дефектов, ответственных за в холоднодеформированных гетерогенное течение, ибо в противном случае (дефоробразцах мация путем образования и движения точечноподобных дефектов) следует ожидать лишь роста пика ВТ в резульПрежде всего следует отметить, что рассмотренные тате деформации.

выше пики ВТ вполне аналогичны таковым, наблюдавДругое обстоятельство, подтверждающее рассматришимся в холоднодеформированных МС на основе Cu– ваемую концепцию, заключается в уменьшении темпераTi, Ni и Pd [25–30]. Можно предполагать, что появление туры пика ВТ с ростом амплитуды деформации (рис. 1, низкотемпературных пиков ВТ после гетерогенной де- кривые 2–4). В случае релаксации на точечных дефекформации является характерным для МС.

тах амплитуда деформации не влияет на температурное Сильное изменение неупругих свойств МС после про- положение пика, ибо такая релаксация характеризуется катки указывает на существенное изменение внутренней малым активационным объемом V и поэтому эффективдефектной структуры. Возникает естественный вопрос о ная энергия активации Ueff не зависит от приложенного Журнал технической физики, 1997, том 67, № О природе низкотемпературных аномалий неупругих свойств металлических стекол сдвигового напряжения. Если механизм релаксации дислокационноподобные дефекты, то следует заключить, включает движение линейных дефектов с большим акти- что гомогенная деформация должна оказывать сущевационным объемом, то эффективная энергия активации ственно иное влияние на низкотемпературное затухание.

уменьшается Ueff = U0 - V (U0 = const). Уменьшение Эксперимент подтвердил это предположение. Соответэффективной энергии активации при постоянной частоте ствующие результаты показаны на рис. 6.

означает снижение температуры пика ВТ. Такая ситуа- Образец пластически деформировался растяжением ция реализуется в случае дислокационных релаксаций в при Ta = 773 K. Выбор этой температуры определялся кристаллах [44]. необходимостью получения остаточных деформаций в Рассчитаем активационный объем релаксации. Релак- 4–6%, что невозможно при более низких температурах.

сационный пик ВТ имеет место при условии 2 f = 1, Пластическое течение при этой температуре и выбрангде f — частота, на которой производятся измерения, ной скорости деформации является полностью гомоген = 0 exp -(U0 - V )/kT — время релаксации, ным [47]. После деформации на p = 1.8% образец 0 — предэкспоненциальный фактор, T — абсолютная охлаждался под нагрузкой до комнатной температуры, извлекался из разрывной машины, укорачивался и после температура. Если измерения выполняются при двух этого аккуратно крепился в установке для измерения различных амплитудах сдвигового напряжения 1 и ВТ. Q-1(T ) и E(T ) после такой обработки даются (1 <2), то соответствующие температуры пика равны кривыми 0 и 0 на рис. 6, б. Как видно, появляется пик T1 и T2 (T1 > T2). Легко показать, что ВТ с сопутствующим дефектом модуля. Однако более U0(T1 - T2) тщательные исследования показали, что появление этого V =. (1) T12 - T21 пика является артефактом, обусловленным деформацией образца при его креплении в установке для измерения Амплитуда сдвиговой деформации может быть опре ВТ. Чтобы показать это, образец 1 крепился в зажиме делена из закона Гука = 0E/ 3, где 0 —амплитуда деформации растяжением, E — модуль Юнга. Принимая E = 109 ГПа [39], 01 = 7 · 10-6 и 02 = 5 · 10-5, T1 = 270 K, T2 = 235 K (кривые 2–4 на рис. 2), U0 = 0.51 эВ, получаем V = 3.8 нм3. В единицах b(b — среднее межатомное расстояние, равное 0.253 нм для МС Ni60Nb40 [45]) V 210, а в единицах (— средний атомный объем) — примерно вдвое больше.

Столь большое значение активационного объема противоречит предположению о точечном характере дефектов, ответственных за релаксацию, но является аргументом в пользу дислокационноподобного механизма релаксации, ибо значения V 102b3 характерны для дислокационных релаксаций в кристаллах при низких температурах [46].

Отметим также, что полученное значение V по порядку величины совпадает со значением активационного объема, рассчитанным из данных по релаксации напряжений в том же МС при комнатной температуре [39].

3. Влияние гомогенной деформации на низкотемпературное затухание Дислокационноподобный характер гетерогенной деформации при комнатной температуре, по нашему мнению, определяется тем обстоятельством, что скорость структурной релаксации в результате длительной предварительной выдержки при этой температуре становит- Рис. 6. Влияние гомогенной деформации на низкотемпературное ВТ. а — диаграмма растяжения при T = 773 K и скорости ся очень малой и элементарные акты сдвига поэтому деформации 5 · 10-5 с-1, б — температурные зависимости являются коррелированными [47]. С другой стороны, Q-1 и E после гомогенной деформации растяжением на 1.8% гомогенное течение возникает в условиях интенсивной и демонтажа образца из зажима (0, 0 ): 1–3, 1 –3 — после структурной релаксации и может рассматриваться как деформации на 1.8, 4 или 6% (точки 1–3) на диаграмме -);

совокупность некоррелированных элементарных актов 4, 4 — после отжига при T = 773 в течение 20 мин без сдвига [41,47,48]. Если такая точка зрения верна и демонтажа образца из зажима; в — крепление в разрывной за низкотемпературные аномалии неупругих свойств отмашине; 1 —образец; 2 — зажим; 3, 4 — захваты разрывной ветственны возникающие при гетерогенной деформации машины.

Журнал технической физики, 1997, том 67, № 40 Л.В. Спивак, В.А. Хоник установки для измерения ВТ, зажим устанавливался в температуре без наводороживания (2.2% [39]). Скорость разрывной машине (нижняя часть рис. 6, в), пластически прироста деформации и время до разрушения сильно деформировался на 1.8, 4 или 6% (точки 1–3 на диа- зависят от приложенной нагрузки, плотности тока пограмме -) и охлаждался в нагруженном состоянии ляризации, флуктуаций состава МС и скорости закалки до комнатной температуры. Затем зажим с образцом при его изготовлении, состава и температуры электроизвлекался из разрывной машины, образец укорачивался лита, а также от времени предварительного химического без демонтажа из зажима (рис. 6, в, верхняя часть), и травления образцов.

после этого зажим с образцом крепился в установке для Уменьшение плотности тока при прочих зафиксироизмерения ВТ. Такой метод позволил избежать дополни- ванных условиях приводит к снижению скорости прительных неконтролируемых деформаций, возникающих роста деформации и к одновременному увеличению при каждом новом перезакреплении образца. Результаты времени до разрушения. Зависимость прироста дефорэксперимента представлены кривыми 1–4 и 1 –4 на мации от приложенного напряжения при постоянном рис. 6, б. Как видно, гомогенная деформация не оказывает времени наводороживания и плотности тока неоднозначвлияния на температурные зависимости ВТ и модуля на (рис. 7, б). При низких напряжениях (< 50 МПа) упругости: Q-1(T ) и E(T) в деформированном и просто прирост деформации уменьшается с уменьшением в отожженном (при Ta) состояниях идентичны.

любой момент времени t (в силу низкой жесткости Полученные результаты позволяют предполагать, что образцов провести измерения при < 5 МПа не механизмы гомогенного и гетерогенного течения сущепредставлялось возможным). При высоких наиболее ственно различны. Гомогенное течение не сопровождачасто l/l уменьшалось с ростом напряжения, но иногда ется образованием новых структурных дефектов и не наблюдалось противоположное в зависимости, очевидно, увеличивает поэтому диссипативные характеристики маот неконтролируемых условий эксперимента.

териала. Гетерогенное течение приводит к образованию Результаты аналогичных экспериментов в условиях новых, не характерных для исходного состояния дискручения показаны на рис. 8. После нагружения крутялокационноподобных дефектов, определяющих рассмощим моментом M и включения тока наводороживания тренные аномалии неупругих свойств. Кроме того, сленаблюдается увеличение угла кручения. Приращение дует заключить, что низкотемпературное ВТ может быть деформации кручения / ( — угол кручения, реочень чувствительно к малым пластическим деформациализующийся после нагружения моментом M; — ям, имеющим место при креплении образцов [27,28]. В его прирост при наводороживании под нагрузкой) может силу этого можно предполагать, что пики ВТ, наблюдавдостигать 2–2.5. Аналогично случаю растяжения рост J шиеся в [1–8] при исследовании ”исходных” образцов, приводит к увеличению деформации при фиксированном обусловлены их деформацией в процессе закрепления.

времени наводороживания, но время до разрушения при Пластическая деформация может возникать и при наэтом уменьшается. Зависимость / от крутящего водороживании МС, приводя к возникновению низкотеммомента при постоянных t и J в отличие от случая пературных аномалий неупругих свойств, практически растяжения вполне однозначна: рост крутящего момента полностью идентичных описанным выше.

вызывает снижение прироста деформации (рис. 8, б) и уменьшение времени до разрушения (рис. 8, а). В силу 4. Деформация и внутреннее трение наводороженного Ni60Nbа) Индуцирова нна я наводорожива нием м и к р о п л а с т и ч н о с т ь. Прежде всего рассмотрим обнаруженное нами явление микропластической деформации МС при наводороживании [49,50]. Образцы МС Ni60Nb40 помещались в электролитическую ячейку, нагружались постоянным растягивающим напряжением, и в процессе последующего наводороживания измерялась продольная деформация. На рис. 7, а показана кинетика прироста относительной деформации l/l (l —длина нагруженного образца до начала наводороживания, l — ее приращение при наводороживании в нагруженном состоянии) до разрушения при наводороживании при двух различных плотностях тока и двух нагрузках. ВидРис. 7. Индуцированная наводороживанием ползучесть в услоно, что наводороживание слабонагруженных образцов виях растягивающей нагрузки. а — кинетика относительного приводит к существенному приросту деформации (до удлинения при наводороживании под напряжением 145 (1, 3) 1–2%), причем этот прирост может на порядок или и 14.5 МПа (2); плотность тока 10 (1, 2) и 2 мА/см-2 (3);

более превышать упругую деформацию и сопоставим с б — зависимость относительного удлинения за 25 мин навододеформацией разрушения этого сплава при комнатной роживания от приложенного напряжения J = 2 мА/см2.

Журнал технической физики, 1997, том 67, № О природе низкотемпературных аномалий неупругих свойств металлических стекол либо она обусловлена объемным расширением, либо определяется активацией процессов микропластической деформации при наводороживании. Объемное расширение можно представить в виде [51]: V/V = cv/, где c — атомная концентрация водорода; v — изменение объема при растворении одного атома водорода; — средний объем, приходящийся на один атом. Характерное значение v для МС составляет 2.6 · 10-3 нм3 [52]. Выполненные нами методом вакуумного плавления измерения концентрации водорода в образцах, наводороженных при J = 10 мА/см2 и t = 40 мин, дали c = 2.6 ат%. Тогда, полагая для МС Ni60Nb40 b3 = 1.82 · 10-2 нм3 (см. выше), можно оценить линейное расширение образца после наводороживания при J = 10 мА/см2 и t = 20 мин как l/l V/3V 6 · 10-4. Однако измерения дефорРис. 8. Индуцированная наводороживанием ползучесть в усломации при наводороживании в таком режиме дали сущевиях приложения крутящего момента. а — кинетика кручения ственно более высокое значение l/l 8·10-3 (рис. 7, а, при наводороживании; крутящий момент M = 4 · 10-4 (1, 3) и кривая 2). Объемное расширение, таким образом, не 12 · 10-4Nm (2, 4); плотность тока: 10 (1, 2); 2 мА/см2 (3, 4);

может объяснить наблюдаемое удлинение. Аналогичный б — зависимость деформации кручением за 4 мин наводороживывод можно сделать из того факта, что при одной и вания от приложенного крутящего момента J = 10 мА/см2.

той же скорости закачки водорода скорость прироста деформации может уменьшаться с ростом приложенного напряжения (рис. 7, б, 8, б). Если полагать, что удлинение аппаратурных ограничений провести эксперименты при обусловлено только объемным расширением, то такая M < 2 · 10-4Nm не удалось.

зависимость должна отсутствовать.

Следует отметить, что во всех случаях выключение Однако наиболее убедительным обстоятельством, свитока наводороживания приводит к немедленному предетельствующим о том, что объемное расширение не кращению прироста деформации и какие-либо релаксаопределяет наблюдаемые деформации, является факт ционные процессы в течение нескольких последующих наличия ползучести при кручении. Действительно, угол часов в пределах погрешностей измерений не наблюкручения образца, нагруженного моментом M, равен [53] даются. Включение тока немедленно восстанавливает = GMl/ba3, где G — константа, включающая модуль ползучесть.

сдвига, l — длина образца, a — узкая сторона и b — Наводороживание под нагрузкой приводит к накоплеширокая сторона образца с прямоугольным поперечным нию необратимой деформации образцов. Этот вывод сечением. Предполагая изотропность объемного расшииз экспериментов по разгрузке, результаты которых рения (da/a db/b dl/l) и слабую зависимость для случая растяжения показаны на рис. 9. Стрелки над кривыми показывают моменты включения () и выключения () тока поляризации с одновременным нагружением и разгружением образцов. Первый цикл нагрузка–разгрузка без наводороживания иллюстрирует обратимость упругой деформации. После этого в момент времени t = 0.3 мин образец был нагружен напряжением = 145 МПа и был включен ток наводороживания.

Совместное действие напряжения и наводороживания за последующее время t = 0.7 мин привело к приросту деформации. При t = 1 мин ток поляризации был выключен, а напряжение на образце было уменьшено до 5 МПа. Однако исходная длина не восстановилась и какие-либо релаксационные процессы не наблюдались.

Затем образец был нагружен снова, включен ток наводороживания и указанная процедура была повторена несколько раз. Результаты эксперимента указывают на накопление необратимой деформации. Аналогичные результаты были получены для случая кручения.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.