Аномалії у деформаційній поведінці інтерметаліда TiAl

Б. A. Грінберг$^{1}$, M. О. Іванов$^{2}$

$^1$Інститут фізики металів УрВ РАН, вул. С. Ковалевської, 18, 620990, Єкатеринбург, РФ
$^2$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримана: 03.02.2000. Завантажити: PDF

Запропоновано пояснення немонотонної температурної залежності межі плинності $\sigma_{y}(T)$ в TiAl, де мають місце два екстремуми, в яких відбувається зміна характеру температурної залежності $\sigma_{y}(T)$. Порівняння кривих $\sigma_{y}(T)$ для TiAl та типових кривих для інших матеріалів (ОЦК металів, інтерметалідів типу Ni$_3$Al) дозволяє реконструювати форму потенціального рельєфу для дислокацій в TiAl. Форма одержаного рельєфу відтворює існування двох типів дислокаційних пасток (мілких та глибоких) та двох типів потенціальних бар’єрів: низьких та високих для захоплення дислокацій відповідно у випадках мілких та глибоких пасток. З урахуванням захоплення дислокацій у пастки та виходу з них вдалося описати характер деформаційної поведінки TiAl в усьому інтервалі температур. Отримано вирази, які дозволяють знайти екстремуми на кривій $\sigma_{y}(T)$. Проаналізовано можливі типи залежності коефіцієнта зміцнення $\theta(T)$ в області аномальної температурної залежності $\sigma_{y}(T)$. Встановлено умови, за яких виникає аномальна температурна залежність $\theta(T)$. Висловлено припущення, що форма потенціального рельєфу для дислокацій суттєво змінюється в деякій області поблизу мікротріщини. Захоплення дислокацій в глибокі пастки, яке стимулюється концентрацією напруги поблизу мікротріщини, та неможливість їм покинути ці пастки аж до відносно високих температур розглядається як можлива причина крихкості TiAl. Запропоновано модель, яка описує деформаційну поведінку інтерметалідів після деякої попередньої деформації. Ця модель дозволяє описати дві альтернативні можливості: виникнення або відсутність макрострибка напруги після вказаної деформації.

Ключові слова: TiAl, механічні властивосі, межа плинності, швидкість деформаційного зміцнення, аномалія напруження пластичної плинності, крихкість, мікроструктура, дислокація, рельєф Пайерлса, термічно активоване блокування.

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


Цитована література (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).
Цитується (1)
  1. B. A. Greenberg, M. O. Ivanov, O. V. Antonova, A. M. Patselov et al., Usp. Fiz. Met. 14, 107 (2013).