Диссертация (1150440), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Послеисчерпания и этого канала при дальнейшем деформировании остается толькодислокационная пластичность, этот момент и соответствует третьему пределутекучести. Сразу отметим, что в наших опытах такой случай не наблюдался.Зависимостифазовогоидислокационногопределовтекучестиоттемпературы, при которой проводили испытания, при квазистатическом идинамическомнагружениипоказанынаРисунке2.4иРисунке2.5,соответственно.При квазистатическом нагружении в интервале от 20°С до 50°С фазовыйпредел текучести уменьшается, достигает минимума при температурах около50оС, затем возрастает с увеличением температуры деформирования вплоть дотемператур 130-150оС, выше которой фазовая неупругость уже не наблюдается,так как достигается температура, при которой мартенсит напряжения уже необразуется и материал находится только полностью в аустенитном состоянии.Такой вид зависимости фазового предела текучести от температуры, при которойпроводили нагружение, соответствует классическим представлениям (например,[20]).65Дислокационный предел текучести, имея минимум температурах около 50оС,также, как и фазовый, возрастает и при достижении 130-150оС с дальнейшимувеличением температуры деформирования незначительно изменяется в пределах500 - 600 МПа [65].Рисунок 2.4.
Зависимость пределов текучести сплава TiNi от температурыдеформирования при квазистатическом нагружении:□ – фазовый пределтекучести; Δ – дислокационный предел текучести.Рисунок 2.5. Зависимость пределов текучести сплава TiNi от температурыдеформирования при высокоскоростном нагружении:■ – фазовый пределтекучести; ▲ – дислокационный предел текучести66При высокоскоростном нагружении фазовый предел текучести неуклонноповышается с увеличением температуры деформирования и выше 100-120оС ненаблюдается,достигаязначениядислокационногопределатекучести.Дислокационный предел текучести убывает, а после 100-120оС практически неизменяется [66].Проведенные эксперименты показали, что фазовый и дислокационныйпределы текучести ведут себя различным образом при квазистатическом ивысокоскоростномнагружении.Имеяприкомнатнойтемпературевмартенситном состоянии приблизительно одинаковые значения, фазовый предел сдальнейшим повышением температуры деформирования растет в динамическомслучае, а в квазистатическом сначала убывает до некоторого минимума и толькопотом начинает расти [67].
Это означает, что процессы двойникования,раздвойникования и переориентации мартенситной фазы очень чувствительны кскорости нагружения. Кроме того, при высокоскоростном нагружении значенияфазовогопределатекучестивсегдавыше,чемприквазистатическом.Дислокационный предел текучести при квазистатическом нагружении также, каки фазовый, имеет минимум в районе температуры 50оС, а при динамическомнагружении, во-первых, имеет значительно более высокие значения, а, во-вторых,не имеет минимума и убывает при изменении температуры, при которойпроводили испытание, от комнатной до 150оС.
При температурах выше 150оСдислокационный предел текучести в обоих случаях (квазистатическом идинамическом) имеет практически одинаковое поведение и одинаковые значения.Для анализа влияния фазового состава на механическое поведение никелидатитана были проведены квазистатическое и высокоскоростное растяжение сплавапри температурах 60, 77, 87 и 100оС, достижение которых обеспечивали двумяспособами.
В одном случае образцы нагревали от комнатной температуры(мартенситноесостояние)дотемпературы,прикоторойосуществлялидеформирование, в другом – материал нагревали до 180оС, переводя полностью ваустенитное состояние, и затем охлаждали до указанных температур, при которыхпроводили деформирование. Такой подход обусловлен тем, что при одной и той67же температуре сплав мог находиться в мартенситном состоянии, в аустенитномсостоянии или смешанном состоянии с различными долями мартенситной иаустенитной фаз, в зависимости от того, как была достигнута температурадеформирования. Фазовый состав сплава при этих температурах можно оценитьследующим образом.
При 60oC в первом случае (при нагревании от комнатнойтемпературы) сплав находился в стабильном мартенситном состоянии, во второмслучае (предварительный нагрев до 180oC и охлаждение) – сплав содержалаустенитную и мартенситную фазы приблизительно в равном отношении. При77oC в первом случае сплав находился в мартенситном состоянии с небольшойдолей аустенита, во втором случае – в аустенитном предмартенситном состоянии,возможно, с небольшой долей мартенсита.
При 87oC в первом случае сплавсодержал мартенситную и аустенитную фазы приблизительно в равномсоотношении,вовторомслучае–сплавнаходилсяваустенитномпредмартенситном состоянии. При 100oC в первом случае сплав находился ваустенитном состоянии с небольшой долей мартенсита, во втором случае – ваустенитном предмартенситном состоянии.Некоторые диаграммы деформирования сплава при разных способахдостижениятемпературы,прикоторойосуществлялосьнагружение,представлены на Рисунке 2.6 и Рисунке 2.7.а)б)Рисунок 2.6. Квазистатическое деформирование сплава при 77оС: нагрев дотемпературы испытания (а), охлаждение от 180оC до температурыиспытания (б).68а)б)Рисунок. 2.7. Высокоскоростное деформирование сплава при 87оС: нагрев дотемпературы испытания (а), охлаждение от 180oC до температурыиспытания (б).Диаграммы, представленные на Рисунке 2.6б и Рисунке 2.8, являютсядоказательством того что протяженность первых стадий на диаграммахквазистатического растяжения мартенсита определялась протекавшими в немпревращениями под напряжением.Рисунок 2.8.Квазистатическоедеформирование сплава притемпературе 87оС.Охлаждение от 180оС тотемпературы, при которомпроводили нагружение.Очень маленькая протяженность первой стадии деформирования надиаграмме растяжения при 77оС, по всей видимости, объясняется низкимнапряжением,температур,вызывающимблизкихкB2B19-превращение,характеристическимчтохарактернотемпературамдлямартенситных69превращений.
Отсутствие горизонтального плато напряжения, характерного дляпревращения B2B19, можно объяснить почти одновременным с ним развитиемB2R-превращения. Известно, что с повышением температуры деформированиянапряжение, инициирующее B2B19-превращение, растет. Этот рост приводит ктому, что на первой стадии квазистатического растяжения при 87оС, повидимому, первым начинает развиваться превращение B2RB19, за счеткоторого к моменту начала B2B19-превращения накапливается деформацияоколо3%.Постоянныйнаклон-зависимостинапервойстадииквазистатического нагружения в обоих состояниях указывает на то, что действуеттолькоодинмеханизмобратимойдеформации.Величинадеформации,возвращаемой при разгрузке, превышала деформации, накопленные на первой ивторой стадии, и достигала 10-12%.
Этот факт говорит о том, что и на третьейстадииквазистатическогорастяжениятакжесуществовалипревращения,приводящие к накоплению обратимых деформаций [65].Приисследованиипределовтекучестиустановлено,чтовслучаеквазистатического нагружения при температурах 60оС и 87оС, достигнутыхобоими способами, пределы фазовой неупругости, практически, совпадают, при77оС при нагружении в аустенитном состоянии фазовый предел текучестименьше, чем при нагружении в мартенситном состоянии.
Во время нагруженияпри 100оС наблюдали обратную картину: фазовый предел текучести придеформировании в случае охлаждения до температуры испытания больше, чем вслучаенагреваоткомнатнойтемпературы(Рисунок2.9).Пределыдислокационной пластичности при 77оС и 100оС в обоих вариантах достижениятемпературы испытания совпадают с достаточной степенью точности, при 60оСдислокационный предел текучести в случае охлаждения до температурыиспытания меньше, чем в случае нагрева от комнатной температуры. Во времянагружения при 100оС, наоборот, дислокационный предел текучести в материале,нагретом до температуры испытания, меньше, чем в материале, охлажденном доэтой температуры от 180оС (Рисунок 2.9) [66].70Рисунок 2.9. Пределы текучести сплава TiNi в различных фазовыхсостояниях при квазистатическом нагружении: , - фазовый пределтекучести, , - дислокационный предел текучести, , - нагревание откомнатной температуры до температуры, при которой осуществлялинагружение, , - предварительный нагрев до 180оС и охлаждение дотемпературы, при которой осуществляли нагружение.Рисунок 2.10.
Пределы текучести сплава TiNi в различных фазовыхсостояниях при высокоскоростном нагружении: , - фазовый пределтекучести, , - дислокационный предел текучести, , - нагревание откомнатной температуры до температуры, при которой осуществлялинагружение, , - предварительный нагрев до 180оС и охлаждение дотемпературы, при которой осуществляли нагружение.71Вслучаедислокационнойквазистатическомвысокоскоростногопластичностинагружении,нагруженияведетасебяфазовый(Рисунокподобнымпределпредел2.10)образом,текучестикакприпривсехтемпературах деформирования в аустенитном состоянии больше, чем вмартенситном.Поскольку определение значения фазового предела текучести по диаграммединамического нагружения не однозначно, отдельно были проанализировали двевеличины: напряжения max в вершине пика и первое последующее минимальноенапряжение, обозначенное Рисунках 2.3 и 2.7 как ph на второй стадии диаграммывысокоскоростного деформирования.
На Рисунках 2.11, 2.12 представленызависимости этих величин в мартенситном и аустенитном состоянии оттемпературы деформирования. Для достижения первого состояния проводилинагревание от комнатной температуры до температуры, при которой проводилииспытание, для достижения второго – предварительное нагревание до 180оС ипоследующее охлаждение до температуры, при которой проводили нагружение[65].Рисунок 2.11. Зависимости фазовогопредела текучести сплава TiNi, привысокоскоростном нагружении, вмартенситном () и аустенитном() состояниях от температурыиспытаний.Рисунок 2.12.
Зависимостьмаксимального напряжения,достигавшегося на первой стадиивысокоскоростного растяжениясплава TiNi в мартенситном () иаустенитном () состояниях, оттемпературы испытаний.72Как уже было сказано выше, в качестве фазового предела текучестипринимались нижние значения напряжений на второй стадии диаграммвысокоскоростного растяжения. Это основано на том, что плато напряжения,являющеесяследствиемипроявлениемфазовойнеупругости,привысокоскоростном растяжении развивается при напряжении, соответствующемнижнему напряжению первого пика локализованной деформации.Анализ зависимости, представленной на Рисунке 2.11, показал, что в обоихфазовыхсостоянияхсростомтемпературыдеформированиявозрасталонапряжение, достигавшееся к началу второй стадии динамического растяжения.Разрыв зависимости, наблюдаемый при переходе от мартенсита к аустениту,очевидно, связан с различием механических свойств этих фаз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
