Low Temperature Physics: 40, 837 (2014); https://doi.org/10.1063/1.4896780
Фізика низьких темпеpатуp: Том 40, Випуск 9 (Вересень 2014), c. 1071-1082    ( до змісту , назад )

Низкотемпературная пластическая деформация и деформационное упрочнение нанокристаллического титана

В.А. Москаленко, А.Р. Смирнов, Р.В. Смолянец

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: moskalenko@ilt.kharkov.ua

Статья поступила в редакцию 24 марта 2014 г.

Анотация

Закономерности пластической деформации нанокристаллического (НК) титана технической чистоты ВТ1-0 изучены в экспериментах по квазистатическому растяжению при изменении среднего размера зерен d от 35 нм до 2 мкм в интервале температур 4,2 К < Т < 395 К. Широкий интервал вариации размеров и распределения зерен по размерам стал возможен благодаря использованию метода криомеханической фрагментации зеренной структуры, сочетающего прокатку при температуре жидкого азота и последующие отжиги. При температурах Т 30 К плавные деформационные кривые становятся волнистыми, а при дальнейшем понижении температуры до Tjump ≈ 22 К — скачкообразными. Найдена корреляция между относительной амплитудой скачка напряжения Δσ/σ и скоростью деформационного упрочнения θ = (∂σ/∂е)ė. Обнаружено существенное повышение пластичности, особенно заметное при температурах Т 140 К, при наличии в НК титане небольшой доли (≈ 15%) зерен субмикронного размера. Результат объясняется сочетанием динамического роста зерен под действием растягивающих напряжений и активизирующимся в зернах субмикронного размера нанодвойникованием, которому благоприятствует аномальный рост зерен, индуцированный деформацией при криогенных температурах. В зернах нанометрового размера (d 50 нм) двойники не наблюдались.

PACS: 81.07.–b Наноматериалы и структуры: синтез и определение характеристик;
PACS: 62.20. F Деформация и пластичность; 81.40.–z Обработка материалов и ее влияние на микроструктуру, наноструктура и свойства.
PACS: 81.40.Ef Холодная обработка, деформационное упрочнение, последеформационный отжиг.

Ключевые слова: нанокристаллический титан ВТ1-0, механические свойства, деформационное упрочнение, низкие температуры, двойникование, электронная микроскопия.

Oпубликована онлайн: 21 июля 2014 г.