Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 428 Материал и методика В работе в качестве объекта исследования были выбраны монокристаллы никеля с ориентацией оси сжатия [110] и двумя наборами боковых граней ( 101 ), (001) и ( 111 ), ( 121 ). Процесс скольжения развивается по кристаллографическим системам <110> {111}. Данная ориентация ввиду наличия областей «облегченного» сдвига имеет благоприятные условия для реализации сдвига по плоскостям скольжения. В работе использовали монокристаллы никеля (примеси менее 0,01 %), выращенные по методу Бриджмена. Ориентировку осуществляли на рентгеновском аппарате ИРИС 3 по эпиграммам с точностью ±1°, с уточнением ориентации на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3, с точностью ±0,02°. Поверхность образцов готовили механическим шлифованием и заключительной электролитической полировкой в насыщенном растворе хромового ангидрида в ортофосфорной кислоте при напряжении 20 В. Деформирование сжатием проводили на испытательной машине Instron ElektroPuls E10000 со скоростью 1.4∙10 -3 с -1 при комнатной температуре. Для уменьшения силы трения на торцевых поверхностях применяли графитовую смазку. Картину деформационного рельефа исследовали на оптическом микроскопе Leica DM 2500P и растровом электронном микроскопе Tescan Vega II LMU. Параметры деформационного рельефа определяли на микроинтерферометре NewView 7200. Величина погрешности измерения зависит от масштаба структурного элемента деформационного рельефа и составляет ±1% от измеряемой величины. Данные по количественной оценке деформации получены методом делительных сеток. Экспериментальные результаты Картина деформационного рельефа [110]-монокристаллов никеля представлена, как было сказано выше, мезополосами. Мезополосы получили свое развитие из следов сдвига, формирующихся по октаэдрическим плоскостям с начальных степеней деформации (рис. 1 а ). Деформационный рельеф на всех рассмотренных в работе боковых гранях имеет схожую морфологию. В зависимости от кристаллографической ориентации октаэдрических плоскостей в объеме образца меняется угол их наклона при выходе на ту или иную боковую грань. В случае рассмотрения оптических снимков (рис. 1, а ) мезополосы визуально воспринимаются как отдельные структурные элементы рельефа. Однако, при изучении профиля их сечения полученного с помощью интерференционной профилометрии (рис. 1, б ) было выявлено, что они состоят их отдельных следов. Отдельная мезополоса состоит из нескольких (двух…четырех) следов сдвига, которые в свою очередь образованы группой следов скольжения. Величина сдвига в мезополосе составляет порядка 1900…3760 нм, для следов сдвига образующих мезополосу – 80…300 нм. В работе было проанализировано распределение компонент деформации вдоль мезополос сформировавшихся на боковых гранях ( 101 ), (001) и ( 111 ), ( 121 ). Типичная картина распределения компоненты деформации вдоль мезополосы показана на рис. 1, в . Выявлено, что их поведения определяется местом расположения той или иной мезополосы на грани. Так для мезополос попадающих на границу областей с разной схемой напряженного состояния, в основном характерно чередование областей растяжения-сжатия по компоненте e x , по компоненте e y реализуется деформация растяжением, по e z – сжатием.