Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cơ chế gia cố trong hợp kim đa pha (MP35N): Phần II. Biến dạng kéo và chảy lý tại nhiệt độ cao
Tóm tắt
Các cơ chế gia cố trong hợp kim cobalt MP35N đã được nghiên cứu thông qua biến dạng kéo và chảy lý ở nhiệt độ cao, cùng với việc sử dụng kính hiển vi điện tử truyền dẫn (TEM) để phân tích hợp kim đã biến dạng. Một sức kéo tối đa (UTS) cao từ 800 đến 900 MPa đã được duy trì ở tất cả các nhiệt độ thử nghiệm từ 300 đến 873 K nhờ vào việc duy trì độ cứng vật liệu cao. Khi bị kéo, đã có sự giảm ban đầu thông thường của tỷ lệ gia cường biến dạng theo ứng suất, nhưng trên một ứng suất tới hạn khoảng 500 MPa, tỷ lệ gia cường biến dạng ngừng giảm và giữ ở mức gần như không đổi khoảng 2000 MPa. Ở 973 và 1073 K, tỷ lệ gia cường biến dạng cao này đột ngột ngừng lại trong quá trình thử nghiệm, trong khi ở 1123 K, hầu như không có sự gia cường biến dạng được ghi nhận. Ở các nhiệt độ từ 673 đến 1073 K, đã quan sát thấy các lần giảm tải trọng có độ lớn tăng lên cùng với độ biến dạng, do đó ứng suất, ở nhiệt độ cố định. Các lần giảm tải trọng cũng tăng lên khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, trong những điều kiện mà tỷ lệ gia cường biến dạng giảm xuống giá trị thấp, các lần giảm tải trọng đã ngừng lại. Trong một bài thử kéo mà trong đó các gia tăng biến dạng nhỏ được áp dụng khi nhiệt độ được tăng lên theo từng khoảng 10 K, đã ghi nhận một ứng suất chảy tăng đều theo nhiệt độ cho đến nhiệt độ tới hạn 1073 K, sau đó ứng suất chảy giảm và các lần giảm tải cũng ngừng lại. Trong các điều kiện mà tỷ lệ gia cường biến dạng cao được tìm thấy, các cấu trúc dạng tấm mỏng đã được nhìn thấy qua kính hiển vi điện tử truyền dẫn (TEM) hình thành trên các mặt phẳng {111} trong ma trận lập phương tâm diện (fcc). Bằng chứng nhiễu xạ cho thấy những cấu trúc này là các tấm có cấu trúc đóng gói lục giác (hep) có khuyết tật. Các thử nghiệm chảy lý được thực hiện trên và dưới nhiệt độ tới hạn 1073 K cho thấy hành vi rất khác biệt. Ở 1098 K, mẫu cho thấy hành vi chảy lý thông thường, trong khi ở 973 K, vật liệu cho thấy tỷ lệ biến dạng chảy lý hình S. Ở các biến dạng thấp, lên đến khoảng 0.02, có một tỷ lệ chảy lý trạng thái ổn định ban đầu. Tỷ lệ biến dạng chảy lý sau đó tăng lên và giảm trở lại một tỷ lệ chảy lý trạng thái ổn định thứ hai. Trong giai đoạn chảy lý gia tốc, các tấm lục giác lại được nhìn thấy hình thành. Sự hình thành martensite do biến dạng xảy ra ở nhiệt độ lên đến và bao gồm cả 1073 K, nhưng không phải ở nhiệt độ cao hơn, dường như giải thích thỏa đáng cho tất cả các hành vi thấy trong nghiên cứu này. Đề xuất rằng các tấm lục giác hình thành martensit một cách nhanh chóng, nhưng như đã đề xuất trong Phần I,[1] xảy ra sự phân tách solute giữa các pha fcc và hcp gần nhau. Ở 1025 và 1073 K, sự kết thúc của cả lần giảm tải và độ cứng biến dạng cao trong thử nghiệm kéo có thể được giải thích là do sự ổn định của ma trận fcc còn lại khi mất solute ổn định pha lục giác. Nhiệt độ tới hạn khoảng 1073 K được quan sát trong nghiên cứu này gần với nhiệt độ mềm mại tới hạn 1083 K, trên đó quá trình recrystallization của MP35N đã được gia công nguội xảy ra dễ dàng (Phần I [1])- Nhiệt độ tới hạn này được đề xuất là gần với nhiệt độ transus, trên đó fcc đơn pha là cấu trúc ổn định của MP35N.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
R.P. Singh and R.D. Doherty:Metall. Trans. A, 1992, vol. 23A, pp. 307–19.
H. Mecking and U.F. Kocks:Acta Metall., 1981, vol. 29, pp. 1865–75.
U.F. Kocks, A.S. Argon, and M.F. Ashby:Prog. Mater. Sci., 1980, vol. 19, pp. 1–288.
R.A. Mulford and U.F. Kocks:Acta Metall., 1979, vol. 27, pp. 1125–34.
R.P. Singh: Ph.D. Thesis, Drexel University, Philadelphia, PA, 1987.
R.H. Richman and G.F. Boiling:Acta Metall., 1970, vol. 18, pp. 673–81.
R.H. Richman and G.F. Boiling:Metall. Trans., 1971, vol. 2, pp. 2451–62.
H.J. Kestanbach:Metallography, 1977, vol. 10, pp. 189–99.
M.W. Bowkett, S.R. Keown, and D.R. Harries:Met. Sci., 1982, vol. 16, pp. 499–517.
L. Remy:Metall. Trans. A, 1977, vol. 8A, pp. 253–58.
Y.N. Dastur and W.L. Leslie: inStrength of Metals and Alloys, P. Haasen, V. Gerold, and G. Kostorz, eds., Pergamon Press, New York, NY, 1979, pp. 619-22.
L. Remy and A. Pineau:Mater. Sci. Eng., 1978, vol. 36, pp. 47–63.
L. Brewer and D.G. Davis:Metall. Trans. A, 1984, vol. 15A, pp. 67–72.
M. Hansen and K. Anderko:Constitution of Binary Alloys, McGraw-Hill, New York, NY, 1958.
M. Raghavan, B.J. Berkowitz, and R.D. Kane:Metall. Trans. A., 1980, vol. 11 A, pp. 203–07.
A.H. Cottrell:Dislocations and Plastic Flow in Crystals, Clarendon, Oxford, United Kingdom, 1953.
B.J. Brindley and P.J. Worthington:Int. Met. Rev., 1970, vol. 15, pp. 101–14.
J.D. Bird:Int. Met. Rev., 1971, vol. 16, pp. 1–18.
I.S. Kim and M.C. Chaturvedi:Met. Sci., 1979, pp. 691-95.
A.K. Koul and F.B. Pickering:Scripta Metall., 1982, vol. 16, pp. 119–24.
A. van den Beukel and U.F. Kocks:Acta Metall., 1982, vol. 30, pp. 1027–34.
P. Wycliffe, U.F. Kocks, and J.D. Embury:Scripta Metall., 1980, vol. 14, pp. 1349–54.
P.G. McCormick:Acta Metall., 1972, vol. 20, pp. 351–54.
A. van den Beukel:Phys. Status Solidi A, 1975, vol. 30, pp. 197–206.
L.J. Cuddy and W.L. Leslie:Acta Metall., 1972, vol. 20, pp. 1157–67.
L.H. Almeida, I.L. May, and S.N. Monteiro:Scripta Metall., 1985, vol. 14, pp. 1451–54.
E. Pink and A. Grinberg:Acta Metall., 1982, vol. 30, pp. 2153–60.
N. Narita and J. Takamura:Phil. Mag., 1974, vol. 17, pp. 1001–28.
S. Mahajan and D.F. Williams:Int. Met. Rev., 1973, vol. 18, pp. 43–61.
J.A. Venables: inDeformation Twinning, R.E. Reed-Hill, J.P. Hirth, and H.C. Rogers, eds., Gorden and Breach Science Publishers, New York, NY, 1964, pp. 77-116.
J.A. Venables:J. Phys. Chem. Solids, 1964, vol. 25, pp. 685–92.
J.A. Venables:J. Phys. Chem. Solids, 1964, vol. 25, pp. 693–700.
Z. Nishiyahama:Martensitic Transformations, Academic Press, New York, NY, 1978.
C.M. Wayman: inPhysical Metallurgy, R.W. Cahn and P. Haseen, eds., Elsevier Science Publishers, Amsterdam, The Netherlands, 1983, pp. 1031-74.
E. Sato, E. Chishima, Y. Yamaji, and T. Mori:Acta Metall., 1984, vol. 32, pp. 539–47.
O.D. Sherby and P.M. Burke:Prog. Mater. Sci., 1967, vol. 13, pp. 325–90.
S. Takeuchi and A.S. Argon:J. Mater. Sci., 1976, vol. 11, pp. 1542–66.
A.K. Mukherjee: inTreatise on Materials Science and Technology: Plastic Deformation of Materials, Vol. 6, R.J. Arsenault, ed., Academic Press, New York, NY, 1975, pp. 163-224.
R.W. Evan and B. Wilsire:Creep of Metals and Alloys, The Institute of Metals, London, 1985.
R.P. Singh and R.D. Doherty: Drexel University, Philadelphia, PA, unpublished research, 1991.