другий - Легування сплавів, зокрема конструкційних сталей, малими кількостями таких елементів, як Si, Ni, Ti, Zn, Mo, і зменшення кількості деяких домішок, особливо газових (He, O, N і H), і, нарешті, третій спосіб - зміна початкової мікроструктури матеріалу, а саме: його пластична деформація, подрібнення розміру зерен у полікрісталлах і створення в структурі стійких виділень других фаз.
Радіаційний зміцнення і охрупчивание
Утворені в процесі опромінення радіаційні дефекти викликають істотна зміна характеристик міцності матеріалу (напруга зсуву, межі текучості і міцності, твердість). У вигляді прикладу на рис. 4 представлені криві напруга-деформація для опромінених і неопромінених заліза і нікелю [2], які помітно різняться. На діаграмі розтягування опроміненого нікелю (рис. 4, б) з'являється так звана майданчик плинності. У заліза в результаті опромінення майданчик плинності як би згладжується і межа плинності за своєю величиною наближається до руйнуючого напрузі. Межі плинності нікелю та заліза збільшуються з ростом дози опромінення. Саме цей ефект зростання межі плинності під опроміненням прийнято називати радіаційним зміцненням.
Щодо природи явища радіаційного зміцнення до теперішнього часу більше або менше утвердилися два пояснення, в одному з яких зміцнення пов'язується з тим, що створювані при опроміненні радіаційні дефекти є додатковими центрами закріплення дислокацій і знижують ефективність дії джерел дислокацій, а в іншому - з утворенням в кристалічній решітці дефектів-бар'єрів, що перешкоджають руху дислокацій у своїх площинах ковзання.
В
У користь першого механізму говорять такі факти, як поява яскраво вираженого зуба плинності на діаграмі розтягування (напруга-деформація) при випробуванні моно-і полікристалічних зразків опромінених металів (див. рис. 4, б), зміна внутрішнього тертя металу в результаті опромінення, дані електронно-мікроскопічних і рентгенострук-турне досліджень опромінених зразків.
Під другому, бар'єрному механізм збільшення критичної напруги зсуву або межі текучості металу в результаті опромінення зв'язується з тертям дислокацій про різні скупчення точкових дефектів (наприклад, кластери, дислокаційні петлі і ва-кансіонние пори), які виникають внаслідок пружного та контактного взаємодії названих скупчень з дислокаціями.
Щоб більш детально розібратися в цих механізмах, нагадаємо, як відбувається пластична деформація за поданнями сучасної дислокаційної теорії. Прямолінійні сліди ковзання на поверхні пластично деформованих кристалів давно вже змусили припускати, що необоротні зрушення однієї частини кристала щодо іншої відбуваються по обраним кристаллографическим площинах.
Велике розбіжність між теоретичної та експериментальної міцністю на зрушення послужило основою гіпотези про існування в реальних кристалах дислокацій - атомних півплощин, обриваються усередині кристала. Вони з'являються в кристалі під час його росту, при подальшій механічній обробці, опроміненні. Поява таких півплощин полегшує процес ковзання. br/>В
Дійсно, як видно з рис. 5, для переміщення дислокації А в упругодеформірованному кристалі не вимагається розривати одночасно всі міжатомні зв'язку між площинами Р і Р ', а досить розірвати лише зв'язку уздовж ряду ВС і возз'єднати зв'язку АС. Для такого розриву в ядрі дислокації, де решітка вже сильно спотворена, достатньо зовнішнього прикладеної напруги, яке на кілька порядків менше, ніж теоретичний межа плинності (межа плинності в ідеальному бездефектної кристалі). На наступному етапі розриваються зв'язку DE і т.д., поки зрушення не дійде до краю кристала. Вийшла з кристала дислокація створює на поверхні сходинку одноатомної висоти. Якщо по даній площині пройде багато дислокацій, висота сходинки стане спостережуваної при оптичному збільшенні. Однак щаблі ковзання є лише непрямим доказом існування дислокацій. Прямі спостереження дислокацій стали можливі лише в Наприкінці 1960-х років з появою трансмісійного електронного мікроскопа і повністю підтвердили механізм пластичної деформації.
Отже, ми встановили, що в результаті проходження дислокацій по площині ковзання відбувається необоротне зісковзування однієї частини кристала щодо інший, тобто рух дислокацій є пластична деформація.
З обліком цього зрозуміло, що якщо радіаційні дефекти в тій чи іншій мірі гальмують рух дислокацій, то вони ускладнюють процес пластичної деформації, що веде до зростання межі текучості, зміцнення кристалів. Підходячи в процесі ковзання до дефекту-перешкоді, дислокація чіпляється за нього, але її бічні крила продовжують ковзання. У міру зменшення кута між крилами дислокації зростає тиск на дефект-перешкоду. Із зростанням напруги, що діє на дислокацію, при певному критичному вугіллі вона зривається з перешкоди, долає його, розпрямляється і продовжує рух. Чим могутніше перешкода, тим менший критичний кут зриву йому ...
