| Description: |
Благодаря присутствию в структуре ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов нано-размерных выделений второй фазы часто удается получить сочетание высокой прочно-сти и хорошей пластичности материала [1,2]. Ускоренное выделение второй фазы в УМЗ сплавах, полученных интенсивной пластической деформацией, наблюдалось в [3-5]. Так, значительное количество нановыделений Al3Zr отмечалось в УМЗ сплаве Al-Zr, структурированном кручением под высоким давлением с последующим отжигом при 230 °C [5]. Причины ускоренной кинетики образования таких выделений пока не ясны. Эксперименты по отжигу этого сплава in situ в камере сканирующего просвечи-вающего электронного микроскопа показали, что в первые 10 мин отжига по границам зерен (ГЗ) и по их тройным стыкам происходит множественное образование пор [6]. Затем при длительном отжиге в течение 3 ч наблюдалось постепенное растворение этих пор, причем некоторые из них растворялись полностью. Такое растворение пор, сопро-вождаемое эмиссией вакансий, может объяснить ускоренное выделение второй фазы в УМЗ сплаве. Для объяснения этих наблюдений в настоящей работе предлагаются теоретиче-ские модели, описывающие рост пор на стыковых и зернограничных клиновых дискли-нациях. Предполагается, что на первой стадии отжига происходит уменьшение свобод-ного объема в структуре неравновесных ГЗ за счет образования вакансий, которые ми-грируют к дисклинациям и коагулируют на них с образованием пор. Появление таких пор приводит к понижению упругой энергии дисклинаций. Рассчитаны равновесный и критические радиусы поры, в интервале между которыми присутствие на дисклинации поры энергетически выгодно. Показано, что равновесный радиус поры и интервал меж-ду ее критическими радиусами увеличиваются с ростом мощности дислинации. Пока-зано также, что свободного объема в неравновесных ГЗ достаточно для быстрого обра-зования на них пор на начальной стадии отжига. Для последующей (длительной) стадии отжига предложена модель переползания зернограничных дислокаций (ЗГД) к порам на стыковых и зернограничных дисклина-циях. Такое переползание сопровождается растворением пор и эмиссией ими вакансий, поглощение которых и обеспечивает переползание ЗГД. Рассчитано изменение энергии при соответствующем уменьшении размера дисклинационной структуры вокруг поры, и показано, что это уменьшение энергетически выгодно. Предложенный механизм хо-рошо согласуется с экспериментальными наблюдениями [4-6]. |