Аномалии в деформационном поведении интерметаллида TiAl

Б. A. Гринберг$^{1}$, M. A. Иванов$^{2}$

$^1$Институт физики металлов УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, 620990, Екатеринбург, РФ
$^2$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 03.02.2000. Скачать: PDF

Предложено объяснение немонотонной температурной зависимости предела текучести $\sigma_{y}(T)$ в TiAl, где имеются две экстремальные точки, в которых происходит смена характера температурной зависимости $\sigma_{y}(T)$. Сравнение кривых $\sigma_{y}(T)$ для TiAl и типичных кривых для других материалов (ОЦК металлов, интерметаллидов типа Ni$_3$Al) позволяет реконструировать форму потенциального рельефа для дислокаций в TiAl. Форма полученного рельефа отражает существование двух типов дислокационных ловушек (мелких и глубоких) и двух типов потенциальных барьеров: низких и высоких барьеров для захвата дислокаций в случаях мелких и глубоких ловушек соответственно. С учетом захвата дислокаций в ловушки и выхода из них удалось описать характер деформационного поведения TiAl во всем интервале температур. Получены выражения, которые определяют экстремальные точки на кривой $\sigma_{y}(T)$. Проанализированы возможные виды зависимости коэффициента упрочнения $\theta(T)$ в области аномальной температурной зависимости $\sigma_{y}(T)$. Установлены условия, при которых возникает аномальная температурная зависимость $\theta(T)$. Высказано предположение, что форма потенциального рельефа для дислокаций существенно меняется в некоторой области вблизи микротрещины. Захват дислокаций в глубокие ловушки, который стимулируется концентрацией напряжения вблизи микротрещины, и невозможность им покинуть ловушки вплоть до относительно высоких температур рассматривается как возможная причина хрупкости TiAl. Предложена модель, которая описывает деформационное поведение интерметаллидов после некоторой предварительной деформации. Эта модель позволяет описать две альтернативные возможности: наблюдение или отсутствие макроскачка напряжения после указанной деформации.

Ключевые слова: TiAl, механические свойства, предел текучести, скорость деформационного упрочнения, аномалия напряжения пластического течения, хрупкость, микроструктура, дислокация, рельеф Пайерлса, термически активированная блокировка.

PACS: 61.72.Bb, 61.72.Ff, 61.72.Lk, 62.20.Fe, 81.40.Lm

Citation: B. A. Greenberg and M. A. Ivanov, Anomalies in Deformation Behaviour of TiAl Intermetallic, Usp. Fiz. Met., 1, No. 1: 9—48 (2000), doi: 10.15407/ufm.01.01.009


Цитированная литература (56)  
  1. D. P. Pope and S. S. Ezz, Int. Metall. Rev., 29: 136 (1984). Crossref
  2. T. Suzuki, Y. Mishima, and S. Miura, ISIJ International, 29: 1 (1989). Crossref
  3. H. A. Lipsitt, D. Schechtman, and R. E. Schafric, Metall. Trans. A, 6: 1991 (1975). Crossref
  4. D. M. Dimiduk, Gamma Titanium Aluminides (Eds. Y.-W. Kim et al.) (Warren-dale, PA, USA: TMS: 1995), p. 3.
  5. Y. Umakoshi, H. J. Yasuda, and T. Nakano, Intermetallics, 4 Supplement: p. S65 (1996). Crossref
  6. D. Banerjee, A. K. Gogia, T. K. Nandi, and V. A. Joshi, Acta Met., 36: 871 (1988). Crossref
  7. D. Banerjee, Phil. Mag. A, 72: 1559 (1995). Crossref
  8. P. K. Sagar, D. Banerjee, K. Muraleedharan, and Y. U. R. K. Prasad, Met. Trans. A, 27: 2593 (1996). Crossref
  9. T. Kawabata, T. Kanai, and O. Izumi, Acta Met., 33: 1355 (1985). Crossref
  10. T. Kawabata, T. Abumiya, T. Kanai, and O. Izumi, Acta Met. Mater., 38: 1381 (1990). Crossref
  11. H. Inui, M. Matsumuro, D.-H. Wu, and M. Yamaguchi, Phil. Mag. A, 75: 395 (1997). Crossref
  12. B. A. Greenberg and M. A. Ivanov, Mat. Sci. Eng. A, 153: 356 (1992). Crossref
  13. M. A. Ivanov, B. A. Greenberg, and T. O. Barabash, Phys. Met. Metallogr., 86: 240 (1998).
  14. M. A. Ivanov, B. A. Greenberg, and N. A. Kruglikov, Gamma Titanium Alu-minides (Eds. Y.-W. Kim et al.) (Warrendale, PA, USA: TMS: 1999), p. 256.
  15. M. A. Ivanov, B. A. Greenberg, and N. A. Kruglikov, Phys. Met. Metallogr., 89: in press (2000).
  16. V. I. Trefilov, Yu. V. Mil’man, and S. A. Firstov, Physics of Refractory-Metals’ Strength (Kiev: Naukova Dumka: 1975) (in Russian).
  17. V. Vitek and M. Yamaguchi, Interatomic Potentials and Crystalline Defects (Ed. J. K. Lee) (Warrendale, PA, USA: TMS-AIME Publ: 1981), p. 223.
  18. H. Alexander, Dislocations in Solids (Ed. F. R. N. Nabarro) (Amsterdam: Elsevier Sci. Publ: 1986), Vol. 7, p. 113.
  19. P. Veyssiere, ISIJ International, 31: 1028 (1991). Crossref
  20. B. A. Greenberg, V. I. Anisimov, Yu. N. Gornostirev, and G. G. Taluts, Scripta metall., 22: 859 (1988). Crossref
  21. S. Rao, C. Woodward, J. Simmons, and D. M. Dimiduk, High Temperature Or-dered Intermetallic Alloys VI: MRS Symp. Proc. (1995), Vol. 364, p. 129.
  22. G. Hug, A. Loiseau, and A. Lasalmonie, Phil. Mag. A, 54: 47 (1986). Crossref
  23. D. M. Wee, D. P. Pope, and V. Vitek, Acta metall., 32: 829 (1984). Crossref
  24. B. A Greenberg and M. A. Ivanov, Gamma Titanium Aluminides (Eds. Y.-W. Kim et al.) (Warrendale, PA, USA: TMS: 1995), p. 299.
  25. B. A Greenberg and M. A. Ivanov, Met. Phys. Adv. Tech., 16: 1159 (1997).
  26. B. A Greenberg and M. A. Ivanov, Mat. Sci. Eng. A, 239: 813 (1997). Crossref
  27. B. A Greenberg and M. A. Ivanov, Phys. Met. Metallogr., 78: 247 (1994).
  28. G. Hug, A. Loiseau, and P. Veyssiere, Phil. Mag. A, 57: 499 (1988). Crossref
  29. G. Hug, A. Loiseau, and P. Veyssiere, Revue Phys. Appl., 23: 673 (1988). Crossref
  30. S. A. Court, V. K. Vasudevan, and H. L. Fraser, Phil. Mag. A, 61: 14 (1990).
  31. B. A. Greenberg, O. V. Antonova, V. N. Indenbaum, L. E. Karkina, A. B. Not-kin, M. V. Ponomarev, and L. V. Smirnov, Acta Metall. Mater., 39: 233; ibid., 243 (1991).
  32. B. A. Greenberg, O. V. Antonova, L. E. Karkina, A. B. Notkin, and M. V. Po-noma¬rev, Acta Metall. Mater., 40: 815; ibid., 823 (1992).
  33. M. A. Morris, Phil. Mag. A, 68: 237; ibid., 259 (1993).
  34. M. A. Morris, Phil. Mag. A, 69: 129 (1994). Crossref
  35. B. Viguier, K. J. Hemker, J. Bonneville, F. Louchet, and J. L. Martin, Phil. Mag. A, 71: 1295 (1995). Crossref
  36. S. Sriram, D. M. Dimiduk, P. M. Hazzledine, and V. K. Vasudevan, Phil. Mag. A, 76: 965 (1997). Crossref
  37. B. A. Greenberg, O. V. Antonova, and A. Yu. Volkov, Intermetallics, 7: 1219 (1999). Crossref
  38. B. A. Greenberg, G. Hug, O. V. Antonova, T. S. Boyarshinova, Z. M. Pesina, I. N. Sachanskaya, and A. Yu. Volkov, Intermetallics, 5: 297 (1997). Crossref
  39. V. K. Vasudevan, S. A. Court, P. Kurath, and H. L. Fraser, Scripta Met., 23: 467 (1989). Crossref
  40. S.-C. Huang and E. L. Hall, Metall. Trans. A, 22: 427 (1991). Crossref
  41. R.M. Thomson, Phys. Metallurgy (Eds. R.W. Cahn and P. Haasen) (Elsevier Sci. Publ. BV: 1983), p. 1487.
  42. J. Di Persio and B. Escaig, Dislocations 1984 (Eds. P. Veyssiere et al.) (Paris, France: CNRS: 1984), p. 267.
  43. M. Dimiduk and T.A. Parthasarathy, Phil. Mag. Lett., 71: 21 (1995). Crossref
  44. X. Shi, G. Saada, and P. Veyssiere, Phil. Mag. A, 73: 1419 (1996). Crossref
  45. N. D. Bakhteyeva, B. A. Greenberg, A. V. Nemchenko, and Yu. N. Akshentsev, Phys. Met. Metallogr., 85: 481 (1998).
  46. S. J. Basinski and Z. S. Basinski, Dislocations in Solids: IV Dislocations in Metal-lurgy (Ed. F. R. N. Nabarro) (Amsterdam, North-Holland: 1979), Vol. 4, p. 261.
  47. M. A. Stucke, D. M. Dimiduk, and P. M. Hazzledine, High Temperature Or-dered Intermetallic Alloys V: MRS Symp. Proc. (1993), Vol. 228, p. 471.
  48. R. Mahapatra, Y. T. Chou, and D. P. Pope, Mat. Sci. Eng. A, 239: 456 (1997).
  49. S. Ezz and P. B. Hirsch, Phil. Mag. A, 73: 1969 (1996). Crossref
  50. N. D. Bakhteyeva, B. A. Greenberg, A. V. Nemchenko, Yu. N. Akshentsev, M. A. Ivanov, and Eu. N. Khlystov, Izvestiya Akad. Sci., 63: 42 (1999).
  51. B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, T. O. Barabash, and A. G. Blokhin, Phys. Met. Metallogr., 81: 374; ibid., 381 (1996).
  52. B. A. Greenberg and M. A. Ivanov, Met. Phys. Adv. Tech., 17: 973 (1999).
  53. B. A. Greenberg and M. A. Ivanov, Phys. Met. Metallogr., 79: 1373 (1995).
  54. A. E. Staton-Bevan and R. D. Rawlings, Phys. status solidi (a), 29: 613 (1975). Crossref
  55. B. A. Greenberg and M. A. Ivanov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 21, No. 7: 55 (1999).
  56. B. A. Greenberg and M. A. Ivanov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 21, No. 8: 3 (1999).
Цитируется (1)
  1. B. A. Greenberg, M. O. Ivanov, O. V. Antonova, A. M. Patselov et al., Usp. Fiz. Met. 14, 107 (2013).