Стадийность деформационного упрочнения поликристаллического титана при низких температурах и ее связь с эволюцией субструктуры

Abstract

В интервале температур 10-373 К получены диаграммы растяжения фольги поликристаллического титана технической чистоты и построены соответствующие им кривые деформационного упрочнения в координатах напряжение-пластическая деформация σ(εp). Показано, что кривые упрочнения состоят из двух (при низких температурах) или трех (при высоких температурах) фрагментов (стадий), которые аппроксимируются с помощью уравнения σ = const + hεpⁿ с постоянными в пределах стадии реологическими параметрами n и h, эмпирические значения которых определены в изученном интервале температур. Поведение кривых упрочнения сопоставлено с особенностями эволюции субструктуры поликристаллического титана на различных стадиях пластической деформации, которые обнаружены методами электронной и оптической микроскопии. Установлено наличие корреляций между отдельными стадиями упрочнения и формирующимися в процессе деформации структурными состояниями образцов. Обсуждена эффективность упрочнения поликристаллов титана субструктурами различного типа: ансамблем хаотически распределенных дислокаций, полосами переориентации и двойниками.

В інтервалі температур 10-373 К одержанo діаграми розтягу фольги полікристалічного титану технічної чистоти та побудовано відповідні їм криві деформаційного зміцнення у координатах напруга пластична деформація σ(εp). Показано, що криві зміцнення складаються з двох (при низьких температурах) або трьох (при високих температурах) фрагментів (стадій), які апроксимуються за допомогою рівняння σ = const + hεpⁿ з постійними в межах стадії реологічними параметрами n і h, емпіричні значення яких визначено у вивченому інтервалі температур. Поведінку кривих зміцнення порівняно з особливостями еволюції субструктури полікристалічного титану на різних стадіях пластичної деформації, котрі виявлено методами електронної та оптичної мікроскопії. Встановлено наявність кореляцій між окремими стадіями зміцнення і структурними станами, які формуються у процесі деформації зразків. Обговорено ефективність зміцнення полікристалів титану субструктурами різного типу: ансамблем хаотично розподілених дислокацій, смугами переорієнтації та двійниками.

The tensile test diagrams for the polycrystalline commercial titanium foil are obtained in the temperature range of 10 to 373 K, and the corresponding stress-strain curves σ(εp) are plotted. It is shown that these curves consist of two (low temperatures) or three (high temperatures) stages that are approximated by the expression σ = const + hεpⁿ with the constant (within the stages) values of rheology parameters n and h. The empirical values of these parameters are estimated for each of the stages in the temperature range studied. The curves behavior is compared to the specific features of the polycrystalline titanium substructure evolution at different stages of plastic strain revealed by electronic and optical microscopy techniques. It is found that separate stages of work hardening are correlated with the structural states of the samples formed during deformation. The efficiency of hardening of the titanium polycrystals by different substructures (randomly distributed dislocation ensembles, reorientation bands, twins) is considered.