На монокристаллах аустенитной стали Гадфильда, ориентированных вдоль кристаллографических направлений <001>, <111>, <113>, <123>, <144>, <012>, проведены исследования механизма деформации (скольжение, двойникование), стадийности пластического течения и эволюции следов деформации на поверхности образцов при одноосном сжатии (комнатная температура). Обнаружена ориентационная зависимость критических скалывающих напряжений, связанная с ориентационной зависимостью величины расщепления дислокаций в поле внешних приложенных напряжений. Экспериментально установлена сильная ориентационная зависимость механизма деформации и склонности монокристаллов к локализации пластического течения. Показана связь образования макрополос локализованного течения с действующим механизмом деформации и числом систем сдвига – множественное скольжение с предела текучести способствует образования полос локализованной деформации, а механическое двойникование подавляет их развитие.
Using single crystalline specimens of austenitic Hadfield steel oriented along crystallographical directions of <001>, <111>, <113>, <123>, <144>, <012>, the investigation of the deformation mechanism (slip or twinning), stages of plastic flow and evolution of deformation traces on surfaces of the specimens under uniaxial compression at room temperature was carried out. The orientation dependence of the critical resolved shear stresses was revealed, which arises because of orientation dependence of dislocation splitting under applied stress field. The strong orientation dependence of the deformation mechanism and a tendency to localization of plastic flow was determined experimentally. The correlation between a formation of macro shear bands, deformation mechanism and number of shear systems was shown. Multiple slip from the very beginning of plastic flow promotes a nucleation of the macro shear bands, but mechanical twinning suppresses their development.
1. Бернер Р., Кронмюллер Г. Пластическая деформация монокристаллов. – М.: МИР, 1969. − 272 с.
2. Захарова Е. Г., Киреева И. В., Чумляков Ю. И., Лузгинова Н. В., Литвинова Е. И., Сехитоглу Х, Караман И. Влияние концентрации атомов внедрения и старения на свойства монокристаллов стали Гадфильда // Физ. мезомех. − 2001. − Т. 4, № 2. − С. 77−91.
3. Штремель М. А. Прочность сплавов, Часть 1,2. – М.: МИСИС, 1997. – 527 с.
4. Chang Y. W. An experimental study of shear localization in aluminum-copper single crystals / Y. W. Chang, R. J. Asaro // Acta. Met. – 1981. – V.29. – P. 241-257.
5. Dao M. Coarse slip bands and the transition to microscopic shear bands / M. Dao, R. J. Asaro // Scripta Mat. – 1994. – V.30. – P. 791-796.
6. Dastur Y. N. Mechanism of work hardening Hadfield manganese steel / Y. N. Dastur, W. C. Leslie // Met. Tans. A. – 1981. – V.12A. – pp.749−759.
7. Raghavan K. S. Nature of work hardening behavior in Hadfield manganese steel / K. S. Raghavan, A. S. Sastri, M. J. Marcinkowski // Trans. of the Met. Society of AIME. – 1969. – V.245. – P.1569–1575.
8. Williams D. B. Transmission electron microscopy, Springer Science+Business Media / D. B. Williams, C. B. Carter // New York, USA, LLC – 1996.