Dislocation mechanisms of low-temperature plasticity of nanocrystalline titanium: the role of impurity and grain boundary strengthening

Анотація

Знайдено температурні залежності межі плинності, швидкісної чутливості деформуючого напруження та активаційного об’єму процесу пластичної деформації нанокристалічного титану ВТ1-0 при квазістатичному розтягу в інтервалі температур 4,2–395 К. Нанорозмірність зерен отримано методом кріомеханічної фрагментації зерен. Проведено детальний термоактиваційний аналіз експериментальних результатів та показано, що процес пластичної деформації при кімнатних та низьких температурах визначається подоланням дислокаціями локальних домішкових бар’єрів, а границі зерен є джерелом внутрішніх напружень. Отримано емпіричні оцінки параметрів дислокаційно-домішкової взаємодії. Встановлений для мономодального нанокристалічного титану однозначний зв’язок між внутрішніми напруженнями та розміром зерен дозволив розділити ефекти домішкового та зернограничного зміцнення. Отриманий результат є опосередкованою підставою для висновку про неможливість накопичення дислокацій в нанозернах при пластичній деформації. Зменшення активаційного об’єму для нанорозмірного зерна при постійній концентрації домішки вважається причиною прояву залежності діаметра дислокаційної петлі, що генерується зернограничним джерелом, від розміру зерна (ефект конфайнменту).