книги / Разрушение твердых тел

никовому сдвигу. Слизвик использовал эту идею для развития механизма зарождения трещины, показанного на рис. 1,г.

Рассматривая скольжение вокруг двойника, следует разли­ чать два крайних случая. Во-первых, одиночный двойник, пересе­ кающий образец, как показано на рис. 8, под действием по­ стоянной нагрузки. В процессе роста двойника к нему должно быть приложено максимальное напряжение. Быстро продвигаю­ щийся двойник имеет высокую кинетическую энергию и на каж­ дой промежуточной стадии (рис. 8) наблюдается сильная тенден­ ция к деформации зоны материала перед двойником, происходя­

щей

двойникованием

или

скольжением.

Скольжение перед двойником должно

про­

исходить по плоскостям,

близким

к

{112}.

Любое препятствие на 'пути двойникования

или скольжения будет испытывать очень вы­

сокое

напряжение

вследствие

необходимо­

сти сохранения зоны деформации. Если

только эта зона сохраняется, локальная кон­

центрация напряжений не будет возникать.

Во втором случае двойник образуется в ус­

ловиях жесткого

нагружения.

При

лавин­

ном образовании двойников или

разруше­

нии,

вызванном

двойниками,

напряжение

в образце весьма быстро падает и напряже­

ние, действующее

на растущий

двойник,

также

падает. Если напряжение

падает до

Рис.

8. Схема

ро­

величины, меньшей

чем необходимая

для

ста

двойника

в

продвижения двойника,

последний

замед­

кристалле

ляет продвижение

и останавливается.

Ло­

кальная концентрация напряжений около двойника должна быть снята в результате скольжения, но из-за потери двойником кине­ тической энергии скольжение не ограничивается узкой зоной пе­ ред двойником. Так, скольжение, образовавшееся у вершины двойника, должно сосредоточиться в той же полосе, что и сам двойник, и развиваться под действием высоких напряжений, ис­ пытываемых двойником (см. рис. 6, 7), или же скольжение будет развиваться главным образом за счет локальных напряжений у вершины двойника (см. рис. 5). На рис. 9 представлена область, аналогичная показанной на рис. 6, в которой искажения перед двойником АБ размыты и не сконцентрированы в узкой полосе.

Нет сомнений в том, что эффективность двойника как кон­ центратора деформации зависит от того, насколько легко зона деформации размывается (вероятно, в результате скольжения); для случая двойника, остановившегося внутри кристалла, как по­ казано на рис. 5, деформация в значительной мере размывается. Однако возникает совершенно другая ситуация, когда растущий с большой скоростью под действием высокого общего напряже-

2 3 1

лялись только границы двойников в виде тонких чорных линий На рис. 10 представлена обычная стереографическая проекции на которой показаны плоскости и направления двойникования! а также ориентация кристаллов. Действующие системы двойни­ кования зависят от ориентации кристалла, но двойникование всегда происходит по таким системам, действующим при растя­

жении, в которых максимальное	приведенное касательное		на­
пряжение лежит в плоскости	и направлении	двойникова­
ния [32, 33].
Значения cos 0 cos А, (где 0 — угол между нормалью к плос­
кости двойникования и осью растяжения, а — угол		между	на­

правлением двойникования и осью растяжения) для всех систем двойникования исследованных ориентаций показаны на рис. 11. Согласно этой диаграмме, в кристаллах, для которых ф = 0°, двойникование равновероятно в системах /, 2, 7, 5. При возрас­

тании ф до 15° в системах	1 и 2 двойникование		происходит в
меньшей степени. При ф =	15—35° интенсивное двойникование
проходит лишь в системах 7 и 8. При ф > 40°,		кроме систем 7 и
8, двойникование наблюдается в системах 11		и	12 и, наконец,
при ф = 45° двойникование	протекает в этих четырех системах
одинаково.

Кристаллы с ф = 0°. В исследовании [6] сообщалось, что тре­ щины возникают лишь при пересечении двойников 1—8 и 7—2, а при пересечении двойников 7—1 и 2—8 они не образуются. Эти данные были подтверждены; типичный случай показан на рис. 12 (этот образец в действительности был растянут при ф = 12°, но хорошо иллюстрирует макроскопический эффект).

Подобное исследование ряда пересечений двойников в кри­ сталлах при ф = 0° выявляет следующие эффекты. На рис. 13 показаны результаты пересечения двойников 1—8, 7—2; трещи­ на, образовавшаяся при этом пересечении, уже была показана на рис. 12 и в работе [6], а также на рис. 13, г (электрополировка и травление привели к округлению краев трещины). На рис. 13,6 показан двойник, остановившийся в месте его пересечения с дру­ гим двойником; выше двойника образовалась зона интенсивной пластической деформации скольжением. На больших расстояни­ ях от двойника деформация менее интенсивна и носит более раз­ мытый характер. Сильное искажение претерпел также пересечен­ ный двойник. На рис. 13, а показано пересечение двойника X — У двойником L — М, создающим искажение двойника X — У; двой­ ник L — Л4, видимо, продвигается по другую сторону X — У На шлифе, параллельном плоскости (001), видно, что форма двой­ ника при пересечении изменяется. Так, на рис. 13,6 показан двойник А — В, пересеченный серией из шести двойников, вызы­ вающих его искажения. В точках Х х и Х2 возникли очень неболь­ шие сбросы двойника А — В, а в точках ХАи Х5 двойники оста­ новились и создали большие сбросы по обеим сторонам А — В %

233

234

Рис. 10. Стандартная стереографическая проекция (001). Двенадцать плоскостей двойникования обозначены ин­ дексами Шмида — Боаса

о	ю	го	зо	оо
[0/0]		Угол у>,град.		[по]

Рис. 11. Зависимость cos 0 cos К от ф в области между [010] и [110] для двенадцати систем двойпикования. Положительные значения указывают, что двойник образуется при растяжении, отрица­ тельные — при сжатии