Деформационная структура металлов и диаграммы ИДТ

Abstract

Выполнен теоретический анализ эволюции дислокационных структур и экспериментально изучены закономерности их формирования в процессе деформации более чем в 20-ти металлах и сплавах (Mo, Fe, Fe–Si, Cu, Ni, Ti, V, Nb и другие) с различным типом кристаллической решетки и разными величинами энергии дефекта упаковки. Сделано обоснование перестройки диаграмм деформации в координатах S–enn (истинное напряжение–истинная деформация в степени nn) для получения экспрессной информации о границах (по шкале деформации) существования различных структурных состояний. Обсуждается влияние деформации на отдельные параметры деформационного упрочнения. Построены диаграммы ИДТ (истинная деформация–температура) для металлов и сплавов, каждая из которых представляет собой систему температурных зависимостей критических деформаций смены структурного состояния в процессе пластической деформации от начальных этапов вплоть до разрушения в интервале температур вплоть до начала динамической рекристаллизации. Диаграммы ИДТ позволяют непосредственно определять режимы термомеханической обработки металлов для получения требуемых значений механических характеристик и в то же время идентифицировать механизмы пластической деформации в заданных интервалах температуры, деформации и структурного состояния.

Виконано теоретичний аналіз еволюції дислокаційних структур та експериментально вивчені закономірності їх формування в процесі деформації більш як 20-ти металів та сплавів (Mo, Fe, Fe–Si, Cu, Ni, Ti, V, Nb та інші) з різним типом кристалічної гратки та різними величинами енергії дефекту пакування. Зроблено обгрунтування перебудови діаграм деформації в координатах S–enn (іcтинна напруга–істинна деформація у ступені nn) для отримання експресної інформації про межі (по шкалі деформації) існування різних структурних станів. Розглядається вплив деформації на окремі параметри деформаційного зміцнення. Побудовані діаграми ІДТ (істинна деформація–температура) для металів та сплавів, кожна з яких уявляє собою систему температурних залежностей критичних деформацій зміни структурного стану в процесі пластичної деформації від початкових етапів до руйнування в інтервалі температур до початку динамічної рекристалізації. Діаграми ІДТ дозволяють безпосередньо визначати режими термомеханічної обробки металів для отримання потрібних значень механічних характеристик і в той же час ідентифікувати механізми пластичної деформації в заданих інтервалах температури, деформації та структурного стану.

The theoretical analysis of dislocation-structures’ changes is carried out, and regularities of their formation in 20 metals and alloys (Mo, Fe, Fe–Si, Cu, Ni, Ti, V, Nb and others) with different types of a crystalline lattice and different quantities of a stacking-fault energy are studied experimentally. For obtaining the express information about boundaries (on a strain scale) of presence of different structure states, the justification of replotting the stress–strain curves in S–enn (true stress–true strain in a degree nn) co-ordinates is made. An influence of the strain on separate parameters of deformation strengthening is considered. The TDT (true strain–temperature) diagrams for metals and alloys are plotted; each TDT diagram represents a set of the temperature dependences of critical strains of the structure-state change during a plastic deformation from the initial stages down to the fracture within the temperature interval prior right up to the beginning of dynamical recrystallization. The TDT diagrams allow directly to determine concrete regimes of thermomechanical treatment of metals, which can ensure desired values of the mechanical characteristics and, at the same time, to identify mechanisms of a plastic deformation within the given intervals of temperature, strain, and structure state.