В интервале температур 4,2 –300 К изучены механические свойства при одноосном сжатии цилиндрических
образцов ультрамелкозернистого (УМЗ) циркония (размер зерен ~ 0,4 мкм), полученного интенсивной
пластической деформацией (ИПД) — комбинацией методов экструзии, отжига, волочения.
Измерены механические характеристики УМЗ циркония в двух структурных состояниях и проведено их
сравнение между собой и с характеристиками крупнозернистых поликристаллов этого материала (состояние
1 — образцы после ИПД, состояние 2 — после ИПД и отжига). Установлено, что измельчение
зерен под действием ИПД существенно повышает величину предела текучести поликристаллов (в
6 раз при 300 К и в 4 раза при 77 К) при сохранении достаточно большого ресурса пластичности
до 15%. На диаграммах деформирования УМЗ циркония зарегистрировано существование двух стадий
деформационного упрочнения и уменьшение с ростом деформации активационного объема процесса
пластического течения. Сделан вывод об идентичности основных механизмов, определяющих
пределы текучести и деформационное упрочнение ультрамелкозернистого и крупнозернистого циркония:
параллельное протекание и взаимное влияние внутризеренного дислокационного скольжения
и двойникования.
В температурному інтервалі 4,2–300 К вивчено механічні властивості при стисненні вздовж осі
циліндричних зразків ультрадрібнозернистого (УДЗ) цирконію (розмір зерна ~ 0,4 мкм), котрий одержано
інтенсивною пластичною деформацією (ІПД) — комбінацією методів екструзії, відпалу, волоч
іння. Виміряно механічні характеристики УДЗ цирконію у двох структурних станах та проведено
їх порівняння між собою та з характеристиками крупнозернистих полікристалів цього матеріалу
(стан 1 — зразки поісля ІПД, стан 2 — поісля ІПД та відпалу). Встановлено, що подрібнення зерен під
дією ІПД істотно збільшує величину границі плинності полікристалів (в 6 разів при 300 К і в 4 рази
при 77 К) при збереженні достатньо великого ресурсу пластичності до 15 %. На діаграмах деформування
УДЗ цирконію зареєстровано наявність двох стадій деформаційного зміцнення і зменшення зі
зростанням деформації активаційного об’єму процесу пластичної плинності. Зроблено висновок про
ідентичність головних механізмів, що визначають границю плинності та деформаційне зміцнення
ультрадрібнозернистого та крупнозернистого цирконію: паралельне протікання та взаємний вплив
внутрізеренного дислокаційного ковзання і двійникування.
Mechanical properties of ultrafine-grained (UFG)
zirconium (grain size 0.4 μm), produced by intensive
plastic deformation (IPD) (a combination of extrusion,
annealing, and drawing) are studied on cylindrical
specimens within the temperature range 300–4.2
K at uniaxial compression. The mechanical characteristics
of UFG zirconium of two structural states
were measured. Comparison between these characteristics
and those of coarse-grained polycrystals of the
material was made (state 1 – specimens after IPD,
state 2 – specimens after IPD and annealing). It is
found that a decrease of grain sizes due to IPD leads
to a considerable increase of yield stress of the
polycrystals (by a factor of six at 300 K and by a factor
of four at 77 K), the plasticity being kept rather
large (strain > 0.15). Two stages of strain-hardening
and a decrease of activation volume for plastic flow
with deformation were registered. A conclusion is
drawn about the identity of the basic deformation
mechanisms in ultrafine-grained and coarse-grained
zirconium: simultaneous action and mutual influence
of intragrain dislocation gliding and twinning.
