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).