Введение к работе
J Общая характеристика работы
Актуальность тем>1. Известно, что поверхность и приповерхностные слом оказывают существенное влияние на прочностные свойства твердых тел, в том числе - на сопротивление их разрушению [1,2]. К примеру, в поверхностных слоях металлов -толщиной в десятки микрон при деформации их в режиме ползучести в области умеренных температур скорость накопления и, как следствие, концентрация микротрещин могут на порядок и более превышать среднеооьемную; последнее и приводит к тому, что в поверхностных слоях обычно формируется очаг макроразрушения [}].
В тоже время систематических, надежных данных, позволяющих выявить особенности дефектной структуры поверхностных слоев, которые и приводят,к интенсификации в них процесса микроразрушеиня, пока недостаточно, Для получения таких данных необходимо прежде всего изучить связь дефектной структуры с микротрещинами как после деформации металлов, так и после залечивающего отжига. При этом для выявления особенностей дефектной структуры приповерхностных слоев полезно проведение аналогичных исследований и в объеме деформированных металлов. Особый интерес для исследований в объеме представляют металлы, подвергнутые большим (более сотен процентов) пластическим деформациям, ведущим к образованию микрокристаллической структуры; для таких металлов данные о характеристиках дефектной структуры, особенно таких, как микротрёщйны.'практически отсутствуют.
Представляется, что получение всех указанных данных важно как для понимания пониженной прочности поверхностных слоев по сравнению с объемом деформированных металлов, так и для разработки эффективных способов ее повышения.
Все вышеуказанное определяет ак .дальность темы работы.
Учитывая, что зарождение микротрещин при пластической деформации сшла-но с коллективными эффектами в системе дислокаций и дисклинаций, а работе Лило использовано несколько рентгеновских методов н прежде всего - метод рассеянй*" рентгеновских лучей под малыми углами (МРР), которые позволяли полупить информацию о параметрах микротрещин, плотности межблочных н хаотично распределенных дислокаций, а также о степени ротационной деформации.
Опіоеиме цели и чадячи работы заключались а следующем;
I.Получить данные, позволяющие повысить надежность метода МРР для оцен- .
ки параметров микротрещин и блочной разориентации.«Используя метод МРР, а
также другие рентгеновские методы, выявить связь повышенной концентрации мик
ротрещин а поверхностных слоях деформированных металлов с особенностями их
дефектной структуры. .
2.0пределить характеристики дефектной структуры, включая мнкротрещины, в металлах с микрокристаллической структурой, образовавшейся после больших пластических деформаций.
3.Изучить особенности залечивания дефектов в приповерхностных слоях и, частично, в объеме деформированных металлов, в том числе металлов с микрокристаллической структурой.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное рентгенодифракционное исследование особенностей дефектной структуры приповерхностных слоев деформированных металлов. Установлено, что в поверхностных слоях по сравнению с объемом формируется повышенные плотность хаотичных дислокаций, степень ротационной деформации и пониженная плотность "упорядоченных" дислокаций в границах блоков. Сделан вывод, что именно, указанные структурные особенности ведут к интенсификации в поверхностных слоях процесса образования микротрещин. Впервые получены данные о параметрах микротрещин и блочной разориентации в микрокристаллических металлах, а также данные об особенностях залечивания дефектов в этих металлах при отжиге.
Практическая ценность работы. Проведенные исследования позволили повысить надежность и информативность метода малоуглового рентгеновского рассеяния для изучения дефектной структуры поверхностных слоев и объема деформированных металлов. Данные об особенностях залечивания микротрещин в металлах, подвергнутых разлнчгюй пластической деформации могут быть использованы для разработки ТЄХ1ЮЛ01ИЙ восстановления и повышения физико-механических свойств за счет уменьшения их пористости.
Положения, выносимые на защиту.
-
Специальные методические приемы позволяют повысить надежность метода МРР для оценки параметров мнкротрешин и межблочной разориентацин. Особенно это относится к приповерхностным слоям деформированных металлов.
-
В процессе пластической деформации в приповерхностных слоях по сравнению с объемом металлов формируется повышенная плотность хаотически распределенных дислокаций и степень ротационной деформации, при этом концентрация дислокаций в блочных границах меньше. Указанные причины и обуславливают интенсификацию в поверхностных слоях процесса микроразрушения.
- 3. Формирование микрокристаллической структуры при болыиих пластических деформациях сопровождается образованием сильных разорйентированиых фраї ментов и появлением микролор.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на
XXIX Межреспубликанском семинаре "Актуальные проблемы прочности" (Псков,
1993 г.), на XXX Межреспубликанском семинаре "Актуальные проблемы прочности"
1994 г.), на XIV Международной конференции "Физика прочности н пластичности
материалов" (Самара, 1995 г.). Основные результаты диссертационной работы до
кладывались также на семинарах лаборатории ."Элементарные процессы разруше
ния" ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН (1993-1996 г.). " " '"" '"
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ. Перечень работ приведен в конце автореферата.
Вклад автора состоит в выполнении основной части работы, включая модернизацию экспериментальной установки, работу по измерению и интерпретации экспериментальных данных, проведении модельных расчетов. Полученные экспериментальные результаты обсуждались авторами совместно.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех ичш,
обсуждения результатов н общего заключения. Работа содержит страниц печатно-