НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ1-0 ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

 

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

 

Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б. І. Вєркина

61103 Харків,пр.Леніна 47

e-mail: semerenko@ilt.kharkov.ua

 

В области температур 5¸325К методом механической резонансной спектроскопии изучены температурные зависимости декремента d(T) и динамического модуля Юнга Е(T) нано- и ультрамелкокристаллического Ti технической чистоты ВТ1-0. На частотах 1.4¸3.2кГц изгибных колебаний изучались образцы, полученные прокаткой при 90К и 300К до деформации »200%. Электронномикроскопические исследования показали, что в субструктуре криодеформированного материала преобладают области когерентного рассеяния (ОКР) размером 30¸50 нм. При криодеформациях до 120% ОКР наблюдаются преимущественно в виде кластеров, при бóльших криодеформациях кластеры распадается, и ОКР распределяются однородно. Генезис ОКР обусловлен процессами многократного передвойникования титана в условиях низкотемпературной деформации [1]. Деформации при 300К не приводят к фрагментации зерен на дискретные ОКР; а внутризеренная субструктура характеризуется дислокационными скоплениями с высокой плотностью, что приводит к появлению многочисленных изгибных экстинкционных контуров на электронномикроскопических изображениях. Размер таких областей от долей микрона до нескольких микрон.

Деформация приводит к появлению при температуре »230К пика Р1 на зависимостях d(T). На зависимости E(T) ему отвечает размытая ступенька. Серия отжигов при 525, 720 и 940К последовательно снижает (вплоть до исчезновения) высоту пика и температуру локализации. Оценки активационных параметров Р1: энергия активации U»0.38eV и период попыток t0»2·10-13s согласуются с [2]. Совокупность свойств Р1 позволяет говорить о его деформационной природе и высокой структурной чувствительности системы релаксаторов, ответственных за возникновение пика. Различия в параметрах микроструктуры материала, обусловленные различными механизмами деформации при 100К и 300К, позволяют говорить об отсутствии связи этого релаксационного резонанса с внутризеренной микроструктурой.

Особенностью криодеформированных образцов является наличие в области 43¸78К пика поглощения Р2. Отжиг при 525К снижает высоту и температуру локализации пика Р2. После отжига при 720 К Р2 не наблюдается. Оценки активационных параметров пика Р2 U»0.03eV и t0»2·10-7s. Увеличение степени криодеформации приводит к снижению температуры локализации Р2.

Отжиг изменяет вид зависимостей E(T), так что в области низких и высоких температур величина E увеличивалась, а в промежуточной области 40¸200K - уменьшалась. Уменьшение E после отжига нанокристаллического Ti наблюдалось ранее [3].

 

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

[2] Natsik V.D., Semerenko Yu.A., Functional materials, 11, 327 (2004)

[3] Golovin I.S., Pavlova T.S., Golovina S.B., Sinning H.-R., Golovin S.A., Mater.Sci.&Eng. A442, 165 (2006).