Фізика мікроплинности магнійових стопів з титаном

В. Г. Ткаченко$^{1}$, К. Ч. Ким$^{2}$, Б. Г. Мун$^{2}$, О. І. Дехтяр$^{3}$, О. П. Карасевська$^{3}$, О. С. Вовчок$^{1}$

$^1$Центр електронного матеріалознавства та прикладних проблем авіакосмічної техніки, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03680, МСП, Київ-142, Україна
$^2$Korea Institute of Materials Science, Changwon, 641-831 Gyeongnam, 531 Changwondaero, Republic of Korea
$^3$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримана: 26.01.2010. Завантажити: PDF

Ефект зерномежового ковзання (ЗМК), що викликає знеміцнення, в ГЩУ $\alpha$-Mg полікристалічній матриці магнійових стопів виникає за температур і напружень, які відповідають режимам експлуатації автомобільного транспорту. Більш того, розпад перенасиченого твердого розчину супроводжується появою нестабільної в умовах плазучости мікроструктури. Ці два основних ефекти в значній мірі знижують опір мікроплинності і корисну довготривалу міцність Mg—Al—Mn- і Mg—Al—Zn-систем магнійових стопів. За даними про внутрішнє тертя додавання Са пригнічує ЗМК, що сприяє зерномежовому зміцненню Mg—Al—Са-стопів. Втілення малих добавок Тi (0,1—0,2%) викликає значне твердорозчинне зміцнення через ефективне гальмування рухомих дислокацій Коттрелловими атмосферами з енергією зв’язку у 0,27 еВ. Ідея динамічного самозміцнення підтверджується також даними прецизійної Рентґенової дифрактометрії. Великий опір мікроплинності і корисна довготривала міцність нових експериментальних стопів системи Mg—Al—Са, Ті пояснюються зведенням до мінімуму ефектів повернення та знеміцнення за рахунок термічної стабілізації фазового складу і концентрації твердого розчину. Термічно активована дислокаційна релаксація, яку акомодовано дифузією конкурувальних леґувальних елементів (Al, Са, Тi), розглядається як домінантний (контрольований швидкістю) механізм мікроплинности. Його активація суттєво (на 150—200°С) підвищує жароміцність нових експериментальних стопів.

Ключові слова: мікроплинність, гальмування рухомих дислокацій, магнійовий стоп, титан, довготривала міцність.

PACS: 61.05.cp, 61.72.Ff, 61.72.Hh, 62.20.Hg, 62.40.+i, 81.40.Jj, 81.40.Lm

Citation: V. G. Tkachenko, K. H. Kim, B. G. Moon, O. I. Dekhtyar, O. P. Karasevska, and O. S. Vovchok, Physics of Microyield of Magnesium Alloys with Titanium, Usp. Fiz. Met., 11, No. 2: 249—272 (2010) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.11.02.249


Цитована література (28)  
  1. В. Р. Регель, А. И. Слуцкий, Э. Б. Томашевский, Кинетическая природа прочности твердых тел (Москва: Наука: 1974).
  2. А. В. Степанов, Основы практической прочности кристаллов (Москва: Наука: 1974).
  3. К. А. Осипов, Вопросы теории жаропрочности металлов (Москва: Изд-во АН СССР: 1960).
  4. Ж.-П. Пуарье, Ползучесть кристаллов. Механизмы деформации металлов, керамики и минералов при высоких температурах (Москва: Мир: 1988); J.-P. Poirier, Creep of Crystals (Cambridge: University Press: 1987).
  5. В. Г.Ткаченко, И. Н. Максимчук, В. И.Трефилов, ДАН СССР, 320, № 3: 615 (1991).
  6. В. Г.Ткаченко, И. Н. Максимчук, В. И. Трефилов, ДАН СССР, 320, № 3: 873 (1991).
  7. В. Г. Ткаченко, Успехи физ. мет., 10, № 1: 103 (2009). Crossref
  8. Б. Я. Любов, Теория кристаллизации в больших объемах (Москва: Наука: 1975).
  9. N. F. Mott, Proc. Roy. Soc. A, 220: 1 (1953). Crossref
  10. К. А. Осипов, Исследования по жаропрочным сплавам (Москва: Изд-во АН СССР: 1956).
  11. A. Das and E. J. Mittemeijer, Metallurg. and Mater. Trans. А, 31: 2049 (2000).
  12. A. Taylor, X-Ray Metallography (New York: John Wiley and Sons. Inc.: 1961).
  13. M. A. Krivoglaz, X-Ray and Neutron Diffraction in Nonideal Crystals (Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag: 1996). Crossref
  14. V. G. Tkachenko, I. N. Maksimchuk, P. Yu. Volosevich et al., High Temperature Materials and Processes, 25, No. 1–2: 97 (2006).
  15. V. G. Tkachenko, I. I. Shuljak, A. M. Strutinsky et al., Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides (Eds. N. Veziroglu et al.) (Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publ.: 2002), p. 77. Crossref
  16. М. А. Криштал, С. А. Головин, Внутреннее трение и структура металлов (Москва: Металлургия: 1976).
  17. Б. Я. Пинес, А. А. Кармазин, ФММ, 22, вып. 4: 532 (1966).
  18. V. G. Tkachenko, V. G. Khoruzhya, K. A. Meleshevich et al., Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 42, No. 5–6: 268 (2003).
  19. Кэ Тин Суй, Упругость и неупругость металлов (Москва: Иностр. лит.: 1954), с. 9.
  20. J. Deleplace, J. C. Nicond, and L. Trabut, J. Nucl. Mater., 35, No. 2: 167 (1970). Crossref
  21. К. А. Осипов, Вопросы теории жаропрочности металлов и сплавов (Москва: Изд-во АН СССР: 1960).
  22. R. G. Davies and R. C. Ku, Trans. Met. Soc. AIME, 236, No. 7: 1691 (1966).
  23. H. A. Calderon and G. Kostorz, Mater. Sci. Eng. A, 160, No. 2: 189 (1993). Crossref
  24. J. L. Murray, Bull. Alloy Phase Diagrams, 7, No. 3: 1554 (1986). Crossref
  25. M. O. Pekguleryuz and A. A. Kaya, Proc. of the 6th Int. Conf. ‘Magnesium Alloys and Their Applications’ (Nov. 18–20, 2003) (Ed. K. U. Kainer) (Weinheim: Wiley–VCH: 2004), p. 74.
  26. Ж. Фридель, Дислокации (Москва: Мир: 1967).
  27. Ф. Гарофало, Законы ползучести и длительной прочности металлов (Москва: Металлургия: 1968).
  28. F. Garofalo, Trans. AIME, 230: 1400 (1964).
Цитується (2)
  1. V. G. Tkachenko, Usp. Fiz. Met. 17, 173 (2016).
  2. I. M. Maksymchuk, V. G. Tkachenko, O. S. Vovchok, N. P. Medalovych et al., Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 36, 1 (2016).