Роль рельефа Пайерлса в низкотемпературной пластичности чистого α-Ti - Москаленко, В.А.; Нацик, В.Д.; Ковалева, В.Н. (Физика низких температур, 2005)
Проведено детальное исследование низкотемпературной пластичности поликристаллического
α-Ti повышенной чистоты (примесей внедрения O + N = 0,06 ат. %). Получены температурные
зависимости предела текучести, эффективного напряжения, скоростной чувствительности деформирующего
напряжения и активационного объема в интервале температур 0,5–450 К. Выполнен термоактивационный
анализ экспериментальных данных в рамках модели активированного движения дислокационной
струны в рельефа Пайерлса. Показано, что пластическое течение чистого α-Ti в области
умеренно низких температур (7 К < T < 150 К) происходит в результате термически активированного
преодоления барьеров Пайерлса по механизму зарождения, расширения и аннигиляции парных
кинков. Получены эмпирические значения параметров теории для призматического скольжения
{1010} 1120 в α-Ti при низких температурах: напряжение Пайерлса τР = 72 МПа и характерная энергия
критического парного кинка Hc = 1,5·10⁻¹⁹ Дж = 0,96 эВ. При T < 7 К пластичность чистого -Ti
имеет ярко выраженную аномалию, возможной причиной которой может быть переход при понижении
температуры от термически активированного режима движения дислокаций к динамическому
(надбарьерному). При повышенных температурах T > 150 К пластичность чистого α-Ti качественно
сохраняет характерные особенности, соответствующие механизму термически активированного движения
дислокаций в рельефе Пайерлса при малых значениях эффективных напряжений. Проведено детальне дослідження низькотемпературної пластичності полікристалічного α–Ti підвищеної чистоти (домішки проникнення O + N = 0,06 ат. %). Одержано температурні залежності границі плинності, ефективної напруги, швидкісної чутливості деформуючої напруги і активаційного об’єму в інтервалі температур 0,5–450 К. Виконано термоактиваційний аналіз експериментальних даних в рамках моделі активованого руху дислокаційної струни у рельєфі Пайєрлса. Показано, що пластична течія чистого α-Ti в області помірно низьких температур (7 К < T < 150 К) відбувається в результаті термічно активованого подолання бар’єрів Пайєрлса за механізмом зародження, розширення та анігіляції парних кінків. Одержано емпіричні значення параметрів теорії для призматичного ковзання {1010} 1120 в α-Ti при низьких температурах: напруга Пайєрлса Р = 72 МПа і характерна енергія критичного парного кінку Hc = 1,5·10⁻¹⁹ Дж = 0,96 эВ. При Т < 7 К пластичність чистого α-Ti має яскраво виражену аномалію, можливою причиною якої може бути перехід зі зниженням температури від термічно активованого режиму руху дислокацій до динамічного (надбар’єрного). При підвищених температурах Т > 150 К пластичність чистого α-Ti в якісному відношенні зберігає характерні особливості, які відповідають механізму термічно активованого руху дислокацій у рельєфі Пайєрлса при малих значеннях ефективних напружень. The low-temperature plasticity of pure (interstitial
impurity O + N = 0.06 at.%) polycrystal
α-Ti has been studied comprehensively. The temperature
dependences of yield strength, effective
stress, strain-rate sensitivity of deformation stress
and activation volume have been measured in the
interval 0.5–450 K. The thermoactivation analysis
of the experimental results was performed using
the model of activated motion of a dislocation
string in the Peierls relief. It is shown that at
moderate low-temperatures (7 K < T < 150 K)
the plastic flow is caused by the thermally activated
overcoming of the Peierls barriers through
the mechanism of nucleation, extension and annihilation
of kinks. Empiric parameters of the theory
for the prismatic slip {1010} 1120 in α-Ti at low
temperatures have been obtained: Peierls stress
τP = 72 MPa, characteristic energy of the critical
double kink Hc = 1,5·10⁻¹⁹ J = 0.96 eV. At
T < 7 K the plasticity of pure α-Ti exhibits a distinct
anomaly presumably caused by the transition
from the thermally activated motion of dislocations
to the dynamic (over-barrier) motion, which
occurs at lowering temperature. At elevated temperatures,
T > 150 K, the plasticity of pure α-Ti
retains qualitatively the features corresponding to
the thermally activated dislocation motion in the
Peierls relief at low effective stresses.