“Влияние различных внешних факторов на микротвердость и особенности пластического деформирования металлов и ионно–ковалентных кристаллов
|
СтатусДиссертация была зашищена 15 апреля 2005Утверждена Национальным Советом 23 июня 2005 Автореферат – 1.33 Mb / на румынском |
Аннотация
В работе представлены результаты исследований изменения микротвердости для широкого круга кристаллов и проявления их специфической пластической деформации в одинаковых условиях деформирования. Задача данной работы состояла в оценке влияния ряда факторов (внешних и внутренних) на изменение механических свойств исследованных материалов при действии сосредоточенной нагрузки: нано-, микро- и макроиндентирование.
Детальное изучение этого влияния на такие поликристаллические материалы как сплавы железа, сталь, чугун, α-латунь, античное железо и FS-GaN подтвердило, что существующие литературные данные о закономерностях деформирования ионных и ионно-ковалентных монокристаллов являются справедливыми и для поликристаллов с металлическим и ионно-ковалентным типом химической связи. Впервые на металлах было показано существование ротационной пластической деформации вокруг отпечатков.
Анализ зависимостей Hv=f(P) указывает на заметное влияние величины приложенной нагрузки (P) на значение твердости. Было впервые показано, что, в общем случае, для изученных материалов зависимость Hv=f(P) может быть разделена на три интервала:
- I-й: P=0.05 – 0.5 N, где Hv=f(P) имеет возрастающий характер;
- II-й: P=0.5 – 2.0 N, в пределах которого Hv=f(P) демонстрирует волновой характер;
- III-й: P=2.0 – 7.6 N, в котором Hv=f(P) проявляет ниспадающий характер.
Изучение микроструктуры исследованных металлов и зоны деформации вокруг отпечатков твердости показало, что существование трех указанных интервалов свидетельствует о том, что процесс индентирования в металлах происходит за счет различных механизмов пластической деформации. Так, для I-го интервала наиболее вероятным является механизм внутризеренного трансляционного скольжения: микроуровень, для II-го интервала – механизм трансляционно-ротационного скольжения: мезоуровень; в пределах III-го интервала поведение кристалла является подобным поведению однородного твердого тела: макроуровень. Важно отметить, что одновременное существование трансляционных и ротационных мод пластической деформации приводит к их взаимодействию, что оказывает большое влияние на пластические и хрупкие свойства кристаллов.
Впервые детально были изучены механические свойства и особенности деформирования моно- и поликристаллов FS-GaN при микро- и наноиндентировании. Было показано, что из-за сильно выраженной ковалентности связи и низкой подвижности дислокаций кристаллы FS-GaN характеризуются высокой твердостью, но при этом проявляют и довольно выраженную хрупкость. Было показано, что для нагрузок P≈10 mN образование отпечатка происходит сугубо пластически благодаря действию трансляционно-ротационного механизма, без проявления какого-либо хрупкого разрушения. Отмечено, что как в моно-, так и в поликристаллах GaN релаксация возрастающих внутренних напряжений с ростом нагрузки происходит за счет усиления процесса образования трещин.
В металлических материалах было выявлено присутствие двух специфических зон деформирования в окрестности отпечатка: 1- вдали от отпечатка (D>2.5-3.0d) – зона с низкой степенью упрочнения (периферическая зона); 2 - зона с более высокой степенью упрочнения в близлежащей к отпечатку области (D<2,5÷3,0d) (квази-деструктурированная область), в которой преобладают ротационные моды пластической деформации.
Морфологические исследования выявили основные субструктурные составляющие этих деформированных зон: мультиплетное трансляционное скольжение внутри зерен, межзеренное проскальзывание, дисклинации зигзагообразной формы, возникновение мезосубструктуры, ротация и фрагментация блоков и др. Закономерная эволюция этих структурных составляющих приводит к возникновению, созданию и развитию различных структурных уровней пластической деформации: микро-, мезо- и макроуровня.
Официальные оппоненты
- Ion Tighineanu
доктор хабилитат, профессор, Институт математики и информатики - Maria Dântu
доктор
Диссертации
