ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбционный эффект в начальной пластической области деформации монокристаллов из "Физико-химическая механика металлов" Поверхностно-активные вещества, содержащиеся в среде, окружающей деформируемый монокристалл, определенным образом воздействуют на кинетику и динамику деформации в начальной пластической области до предела текучести. То, что такое воздействие действительно имеет место, видно уже из того, что предел текучести монокристалла в присутствии поверхно-стно-активных веществ понижается почти в 2 раза. Но так как этот факт—результат действия адсорбирующихся веществ в области пластических деформаций до предела текучести, то, пользуясь только этими данными, невозможно выяснить закономерности адсорбционного воздействия, в этой пластической области. [c.36] Исследование начальной пластической области методом растяжения с постоянной скоростью нерационально, так как свойственная этой области весьма незначительная остаточная деформация исключает возможность выявления характерных ее особенностей таким методом. [c.36] Поэтому для такого рода исследований Е. П. Закощиковой в нашей лаборатории была выбрана иная методика, позволившая более детально изучить влияние поверхностно-активных веществ в начальной пластической области (до предела текучести) [13]. [c.36] Исследуемый образец из монокристаллического олова закреплялся нри помощи сплава Вуда в стеклянных зажимах с оттянутыми кончиками, которые в свою очередь закреплялись в металлических зажимах испытательного прибора. Нагрузка на кристалл задавалась прогибом стальной динамометрической пластинки, на которую опирался верхний зажим, что достигалось поворотом ведущего винта прибора. Величина начальной нагрузки выбиралась с таким расчетом, чтобы возникающее при этом напряжение оставалось значительно меньше предела текучести, соответствующего данной ориентировке монокристалла. После такого мгновенного нагружения до заданного напряжения Ро снималась диаграмма пластического течения монокристалла Р = P t). Вместе с ростом в монокристалле остаточных деформаций происходило уменьшение упругого прогиба динамометрической пластинки и тем самым уменьшалось напряжение, приложенное к кристаллу. [c.36] Дальнейшие циклы нагружений с последуюш,им пластическим течением кристаллов приводят к все большему смеш ению равновесного состояния в сторону возрастания остаточных упругих напряжений. [c.37] На рис. 12 даны кривые течения монокристалла олова, подвергшегося многократному нагружению в неактивной среде (воздух или чистое вазелиновое масло) до заданного начального напряжения Ро ( 0 = 128 Г/мм ). Примерно через 2—3 мин. достигалось равновесное состояние, отвечающее определенному остаточному упругому напряжению Р - Величина Рк минимальна для первой кривой течения неупрочненного монокристалла (Рк = 121 Пмм ) и повышается для каждого следующего цикла нагружения, причем Р Р . [c.37] В каждом отдельном цикле величина коэффициента упрочнения Я может быть оценена с точностью до постоянного множителя следующим образом. Напряжение Р у, прикладываемое к кристаллу за счет упругого прогиба динамометра е , будет Ро = Ёо. Напряжение, соответствующее равновесному состоянию Рк, будет Рк = /се1, где — остаточная упругая деформация с другой стороны, Рк = Яб2, где X — коэффициент упрочнения в процессе пластической деформации, а — величина пластической Деформации кристалла. [c.37] Отсюда видно, что коэффициент упрочнения кристалла по мере нарастания числа циклов нагружения непрерывно должен увеличиваться, так как равновесное напряжение с каждым циклом приближается к Р . В табл. 2 приведены значения Х/к = PJ Po — Рк) для ряда последовательных циклов нагружения монокристаллов олова в неактивной и активной средах. [c.38] В табл. 2 приведены значе- ния отношения 1/1 для последовательных циклов нагружения некоторых монокристаллов олова. На рис. 15 показан ход коэффициента упрочнения в неактивной и активной средах. [c.40] Кроме того, в присутствии поверхностно-активных веществ внешнее напряжение Ро, приложенное к кристаллу и убывающее с ростом пластической деформации, вызывает большую пластическую деформацию в кристалле и, следовательно, конечное равновесие между пластической и упругой составляющими общей деформации монокристалла, соответствующее данному напряжению, смещается в направлении уменьшения упругих деформаций. Релаксация упругих напряжений в кристалле в присутствии поверхностно-активных веществ проходит полнее, и величина остающихся, нерелаксирующих напряжений меньше, чем в неактивной среде. [c.41] В работах Андраде и его сотрудников [14, 15] действие адсорбционно-активной среды связывается не с поверхностью металла, а с окисными пленками, покрывающими его поверхность. По Андраде, поверхностно-активные вещества разрыхляют окисную пленку, облегчая пластическое течение металла. [c.41] Известно [16, 17], что тонкие окисиые пленки на поверхности металлических монокристаллов значительно повышают пх предел текучести и затрудняют дальнейшую деформацию в главной пластической области (при напряжениях выше предела текучести). [c.41] В работе В. С. Островского было подробно изучено влияние окисных пленок на течение монокристаллов кадмия [18, 19]. [c.41] На рис. 16 приведены диаграммы растяжения стандартно окисленной (кривая 1) и неокисленной (т. е. покрытой окисной пленкой, естественно образовавшейся на воздухе при комнатной температуре — кривая 2) проволок монокристаллического кадмия диаметром 0,5 мм при — = 55°. Предел текучести окисленного образца оказался на 14% выше (табл. 3) вместе с тем обращает на себя внимание ход скалывающего напряжения, показанный на этом же рисунке. [c.42] Из таблицы видно, что эффективность действия окисной пленки заданной толщины повышается с уменьшением диаметра образца. Возрастание Тк в результате окисления в среднем составляет для образцов с й — = 0,5 мм 15%, а для образцов с = 0,3 мм -25%. На рис. 17 приведена зависимость эффекта действия окисной нленки от диаметра монокристалла кадмия при одной и той же начальной ориентации плоскости базиса данные для с/= 2,8 взяты из работы Роско [16]. [c.42] Эффект действия окисной пленки проявляется, как было уже сказано, не только в повыше- . [c.43] Исследование влияния поверхностно-активных веш,еств на процесс деформации монокристаллов кадмия как окисленных, так и лишенных (полностью или частично) окисных пленок проводилось в растворах олеиновой кислоты в изооктане и н. бутилового спирта в воде при оптимальных концентрациях. [c.43] Скорость деформации ё изменялась в пределах от 0,5% мин до 400% мин 1. [c.44] На рис. 19 показана зависимость величины адсорбционного эффекта при растяжении монокристаллов кадмия, с которых предварительно снималась окисная пленка травлением в 4%-ном водном растворе НС1. Следует указать, что травление не полностью удаляет окисную пленку с поверхности образца. Тонкая гидрооксидная пленка толщиной до 100 А, остающаяся на монокристалле кадмия после травления сама но себе, однако, не изменяет его механических свойств, как показали контрольные опыты со снятием окисной пленки при катодной поляризации. [c.44] На рис. 20 показана зависимость величины адсорбционного эффекта от скорости деформации для окисленных образцов. Существенной особенностью этой зависимости по сравнению с тем, что имеет место для травленных образцов, является наличие адсорбционного эффекта в области малых скоростей деформации. [c.45] Вернуться к основной статье