АКУСТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА

НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ТИТАНА ПОЛУЧЕННОГО

ИНТЕНСИВНОЙ КРИОПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

Ю.А. Семеренко, В.А. Москаленко, А.Р. Смирнов

ФТИНТ им. Б.И. Веркина НАНУ, пр. Ленина 47, 61103 Харьков, Украина

semerenko@ilt.kharkov.ua

 

В области температур 5¸325К методом механической спектроскопии на частотах 1.4¸3.7кГц изучены температурные зависимости декремента d(T) и динамического модуля Юнга Е(T) нано- и ультрамелкокристаллического Ti ВТ1-0. Субструктурное состояние образцов формировалось деформированием при температурах 100 и 290К до значений истинных деформации e = 1.2¸1.9 и последующих отжигов при 525, 720 и 940К. Электронно-микроскопические исследования показали, что внутризеренная субструктура Ti после деформации при 290К характеризуется скоплениями дислокаций высокой плотности, что приводит к появлению многочисленных изгибных экстинционных контуров, указывая на высокий уровень внутренних напряжений. Размер таких областей от долей микрона до нескольких микрон. В субструктуре криодеформированного материала преобладают области когерентного рассеяния (ОКР) размером 30¸50 нм. После криодеформации e = 1.2 ОКР наблюдаются преимущественно в виде кластеров; с увеличением степени деформации кластеры распадается и ОКР распределяются достаточно однородно. Генезис ОКР обусловлен процессами многократного передвойникования титана в условиях низкотемпературной деформации [1]. Создание деформационных микроструктур приводит к появлению при »230К пика Р1 на зависимостях d(T). На зависимости E(T) ему отвечает размытая ступенька. Повышение степени деформации приводит к уширению и увеличению амплитуды пика Р1, в криодеформированных образцах амплитуда пика Р1 существенно выше. Серия отжигов при 525, 720 и 940К последовательно снижает (вплоть до исчезновения) высоту пика и температуру локализации. Совокупность свойств Р1 указывает на его деформационную природу и высокую структурную чувствительности системы релаксаторов, ответственных за возникновение пика. Различия в характере формируемых микроструктур материала, обусловленные различными механизмами деформации при 100К и 290К, говорят об отсутствии связи этого релаксационного резонанса с внутризеренной микроструктурой. Криодеформированные образцы обладают рядом особенностей: 1) в области 43¸78К наблюдается пик поглощения Р2. Увеличение степени криодеформации приводит к сужению пика Р2 и снижению температуры его локализации. Отжиг при 525К снижает высоту и температуру локализации пика Р2. После отжига при 720К пика Р2 практически не наблюдается. Снижение температуры локализации Р2 с ростом степени деформации коррелирует с данными электронномикроскопических исследований, что позволяет связать Р2 с процессом формирования и гомогенизации внутризеренной субнаноструктуры. 2) в области низких температур в криодеформированных образцах модуль упругости Е на DЕ »0.8-1.2% меньше чем в отожженных образцах, при этом величина DЕ тем больше чем больше степень криодеформации. Отжиг при 525К снижает DЕ, а после отжига при 720К низкотемпературные части температурных зависимостей Е(T) криодеформированных и отожженных образцов практически совпадают. Пики Р1 и Р2 частотно зависимы, что говорит об их термоактивируемом характере. Оценки активационных параметров: для Р1 энергия активации U»0.38эВ и период попыток t0»2·10-13с; и для Р2: U»0.03эВ и t0»2·10-11с.

 

1. V.A.Moskalenko, V.I.Startsev, V.N.Kovaleva, Cryogenics, 20, 507 (1980).