Микромеханические свойства нанокристаллического титана, полученного криопрокаткой

Abstract

Методом микроиндентирования показано, что дефектная структура нанокристаллического титана, полученного прокаткой при низкой температуре, достаточно однородна. Наличие текстуры проявилось в небольшом различии средних значений твердости HV и стандартного отклонения в измерениях на плоскости прокатки и на плоскости, перпендикулярной направлению прокатки. Из данных по температурной зависимости микротвердости в интервале температур 77–300 К оценены активационный объем и энергия активации, характеризующие процесс пластической деформации нанокристаллического и крупнозернистого титана под действием сосредоточенной силы. Оценки свидетельствуют о дислокационной природе локальной деформации. Для нанокристаллического титана хорошо выполняется соотношение между микротвердостью и условным пределом текучести HV ≈ 3σ₀,₂. Упрочнение титана при измельчении зерна сопровождается заметным уменьшением его пластической податливости.

Методом мікроіндентування показано, що дефектна структура нанокристалічного титану, який одержано вальцюванням при низькій температурі, достатньо однорідна. Наявність текстури проявилась у незначній різниці середніх значень твердості HV і стандартного відхилення при вимірюваннях на площині вальцювання і на площині, перпендикулярній напрямку вальцювання. Із даних по температурній залежності мікротвердості в інтервалі температур 77–300 К оцінені активаційний об’єм і енергія активації, які характеризують процес пластичної деформації нанокристалічного і крупнозернистого титану під дією зосередженої сили. Оцінки свідчать про дислокаційну природу локальної деформації. Для нанокристалічного титану добре виконується співвідношення між мікротвердістю та умовною границею плинності HV ≈ 3σ₀,₂. Зміцнення титану при подрібненні зерна супроводжується помітним зниженням його пластичної податливості.

It is found by the microindentation method that the defect structure of pure nanocrystalline titanium prepared by rolling at low temperatures is reasonably homogeneous. The texture created during the preparation of nanocrystalline samples makes itself evident in slight differences of mean microhardness values HV and the standard deviation measured on the rolling plane and on the plane perpendicular to the rolling direction. Activation volume and activation energy characterizing the plastic deformation process of nanocrystalline titanium under the action of point force are estimated from the temperature dependence of microhardness in the temperature range 77–300 K. The estimates suggest a dislocation nature of local deformation. The relationship HV ≈ 3σ₀,₂ between the microhardness and the conventional yield stress is found to be applicable to nanocrystalline titanium. Titanium hardening as a result of grain refinement is attended by a noticeable decrease of its plastic ductility.