Ультразвуковое воздействие на наноструктуру сплава Zr-2,5%Nb

Abstract

Исследовано влияние ультразвукового воздействия на наноструктуру деформационного происхождения в сплаве Zr-2,5%Nb. Наноструктурное состояние было получено путем комбинированной прокатки при 300 и 100 К на 96 %. С помощью электронной микроскопии определены плотность дислокаций в теле нанозерен, объемная концентрация граничной фазы, оценен уровень напряжений II рода, а также изменение этих характеристик в результате наложения ультразвуковых колебаний с амплитудой напряжений 85 и 200 МПа. Наблюдаемые эффекты связываются с микросдвиговой релаксацией в области концентраторов напряжений при относительно малых амплитудах УЗ-колебаний и разрушением исходной наноструктуры и формированием новой, более равновесной, в результате интенсификации взаимодействия полей внутренних напряжений при больших амплитудах. Отмечено, что ультразвуковая деформация наноструктуры приводит, в итоге, к реализации процессов динамического возврата с сохранением наноструктурной морфологии. При этом происходит снижение уровня и выравнивание спектра внутренних напряжений, а также повышение однородности структуры.

Досліджений вплив ультразвукової дії на наноструктуру деформаційного походження в сплаві Zr-2,5%Nb. Наноструктурний стан гратки було одержано шляхом комбінованої прокатки при 300 і 100 К на 96 %. За допомогою електронної мікроскопії визначені щільність дислокацій в тілі нанозерен, об'ємна концентрація граничної фази, оцінений рівень напружень II роду, а також зміна цих характеристик у результаті накладення ультразвукових коливань з амплітудою напруження 85 і 200 МПа. Спостережувані ефекти зв'язуються з мікрозсувовою релаксацією в області концентраторів напружень при відносно малих амплітудах УЗ-коливань і руйнуванням вихідної наноструктури і формуванням нової, більш рівноважної, у результаті інтенсифікації взаємодії полів внутрішніх напружень при великих амплітудах. Відмічено, що ультразвукова деформація наноструктури приводить у результаті до реалізації процесів динамічного повернення із збереженням наноструктурної морфології. При цьому відбувається зниження рівня і вирівнювання спектру внутрішніх напружень, а також підвищення однорідності структури.

It was investigated the influence of ultrasonic aсtion on nanoctructure of deformation origin in the alloy of Zr-2,5% Nb. The nanoctructure state was obtained by the combined rolling at 300 and 100 K on 96%. By means of electronic microscopy there were evaluated density of dislocations in the body of nanograins and volume concentration of grane phase, the level of stresses of 2-nd kind, and also change of these characteristics as a result of action of ultrasonic vibrations with stresses amplitude 85 and 200 МPа. The looked after effects are due to microshear relaxation in area of stress concentrators at relative low amplitudes of ultrasonic vibrations and by destruction of initial nanoctructure and forming the new, more equilibrium, as a result of intensification of interaction of the fields of internal stresses, at large amplitudes. It is marked that ultrasonic deformation of nanostructure results, in the total, in realization of dynamic recovery processes with maintenance of nanostructure morphology. Thus there are a decrease of internal stresses level and smoothing of its spectrum, and also increase of structure homogeneity.