Релаксационные процессы при высокочастотном механическом нагружении металлов, деформированных при низких температурах

Abstract

Сделаны обобщение и анализ экспериментальных данных по влиянию высокочастотного (~20 кГц) механического нагружения (ультразвукового воздействия) на предварительно деформированные в криогенных условиях (77 К) ГПУ и ОЦК металлы. Показано, что при ультразвуковом воздействии преимущественная диссипация энергии механических колебаний происходит на границах двойников, что определяет процессы перераспределения дислокаций в аккомодационных зонах двойниковых прослоек и матрице и обеспечивает релаксацию внутренних напряжений в этих местах. При этом нивелируется эффективность границ двойников как концентраторов напряжений, что снижает хладноломкость металлов и усиливает вклад процессов полигонизации при последующих отжигах, задерживая рекристаллизацию. Полученные результаты обосновывают рассмотрение ультразвукового воздействия как аналога локальной термической активации и как методического приема регулирования степени сопряжения границ раздела фаза–матрица.

Зроблено узагальнення та аналіз експериментальних даних щодо впливу високочастотного (~20 кГц) механічного навантаження (ультразвукового впливу) на попередньо деформовані в кріогенних умовах (77 К) ГЩП та ОЦК метали. Показано, що при ультразвуковому впливі переважна дисипація енергії механічних коливань відбувається на границі двійників, що визначає процеси перерозподілу дислокацій в акомодаційних зонах двійникових прошарків та матриці і забезпечує релаксацію внутрішніх напружень в цих місцях. При цьому нівелюється ефективність границь двійників як концентраторів напружень, що знижує холодноламкість металів та підсилює внесок процесів полігонізації при наступних відпалах, що затримує рекристалізацію. Отримані результати обґрунтовують розгляд ультразвукового впливу як аналога локальної термічної активації та як методичного прийому регулювання ступеня спряження границь розподілу фаза–матриця.

Experimental data on the influence of high-frequency (∼20 kHz) mechanical loading (exposure to ultrasound) on hcp and bcc metals that have been pre-deformed under cryogenic conditions are generalized and analyzed. It is shown that under exposure to ultrasound, the energy of the mechanical oscillations is predominantly dissipated at the boundaries of twins and that this determines the processes for redistribution of dislocations in accommodation zones of twinning layers and in the matrix, while ensuring relaxation of internal stresses at these sites. The efficiency of twin boundaries as stress concentrators is balanced and this reduces the cold brittleness of metals and enhances the contribution of polygonization processes during subsequent annealing, thereby delaying recrystallization. These results substantiate ultrasonic irradiation as an analog of local thermal activation and as a method for regulating the degree of conjugation of phase-matrix interfaces.