Деформирование двухфазных сплавов

Каждая фаза имеет свои системы скольжения и свои критические на­пряжения сдвига, поэтому деформирование двухфазных сплавов оказыва­ется более сложным. Сохранение неразрывности вдоль поверхности раз­дела фаз при деформировании усложняет пластическое течение. При рав­ных условиях в двухфазных сплавах образуются более сложные текстуры деформации. Процесс деформирования в таких сплавах зависит не толь­ко от свойств второй фазы и ее содержания в сплаве, но и от характера распределения этой фазы в структуре. Если хрупкая вторая фаза распо­лагается в виде непрерывной сетки по границам зерен, то сплав окажется хрупким. Если такое же количество второй фазы разместится в виде от­дельных зерен в пластичной матрице — основе сплава, то сплав сохранит пластичность, а присутствие второй фазы проявится в упрочнении.

Особо важное значение имеет двухфазная структура, когда мелкие включения второй фазы равномерно расположены в пластичной матрице. Такой тип структуры получают термической обработкой (см. гл. 6), ме­тодами порошковой металлургии (например, частицы оксидов в металле) или иными способами.

Когда движущаяся дислокация наталкивается на когерентные части­цы, то она их перерезает (рис. 5.10, а), если же дислокация встречает неко­герентные частицы, то она их проходит, оставляя дислокационную петлю вокруг каждой частицы (рис. 5.10, 6"). В обоих случаях для перемещения дислокации требуется большее напряжение, чем в таком же металле без частиц вторых фаз. С повышением плотности размещения частиц, упроч­нение будет возрастать. При прохождении множества дислокаций через «полосу препятствий» с частицами второй фазы напряжение течения в первом случае окажется неизменным, а во втором — будет нарастать по мере увеличения числа дислокационных петель вокруг каждой частицы. Чем больше петель дислокаций одного знака, тем значительнее сила от­талкивания для приближающейся дислокации того же знака. Теоретиче­ское максимальное напряжение сдвига достигается при такой концентра­ции частиц, когда среднее расстояние между ними достигнет ~ 15 нм.

Основная масса промышленных сплавов имеет поликристаллическую структуру. Обработка давлением стала основой важных технологических процессов изготовления деталей и изменения свойств сплавов. В зависи­мости от температуры обработки и скорости деформирования различают процессы холодного, теплого и горячего деформирования.

Холодное деформирование осуществляют при температурах не выше 0,ЗТ(плав).

Главное значение здесь имеют процессы упрочнения, обусловленные резким увеличением плотности дислокаций (до 10е12 см(-2)) и ограничением их подвижности. Разупрочнение из-за поперечного скольжения винтовых дислокаций несущественно отражается на свойствах сплавов.

Теплое деформирование проводят при температурах (0,3 — 0,5)Т(плав). Основными здесь являются процессы упрочнения, при одновременно иду­щих процессах разупрочнения — поперечное скольжение винтовых и пе­реползание краевых дислокаций.

Горячее деформирование осуществляют при температурах выше 0,6Т(плав). В этом случае основную роль играют процессы разупрочнения, когда с большой скоростью развиваются динамический возврат, полиго-низация и рекристаллизация. Благодаря разупрочнению обеспечивается деформирование с большими степенями деформации за одну операцию. Упрочнение материала при деформировании выше 0,6Т(плав) можно сохра­нить лишь резким охлаждением, не дожидаясь снятия наклепа вследствие протекания процессов разупрочнения.