Кинетика циклически индуцированного механического двойникования в γ-TiAl, обнаруженная с помощью комбинации акустической эмиссии, нейтронографии и электронной микроскопии

DOI: 10.1016/j.actamat.2021.116921

Авторы: Алексей Виноградов, Милан Хецко, Вероника Мазанова, Михаил Линдеров, Томаш Крумл

Журнал: Acta Materialia

Дата публикации: июнь 2021 года

Квартиль: Q1

База Данных: Web of Science

Область исследования: Физика

Аннотация:

Циклический отклик и эволюция микроструктуры сплава, близкого к γ-TiAl, исследуются с помощью сочетания современных экспериментальных методов, сосредоточенных на измерениях акустической эмиссии (АЭ) in situ, отражающих циклические структурные изменения в масштабе реального времени.

Исследования методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и сканирующей электронной микроскопии ECCI / EBSD обеспечили адекватное качественное описание микроструктурных особенностей, связанных с популяциями дислокаций и механических двойников, одновременно развивающихся в процессе циклической деформации.

Поскольку ПЭМ предоставляет только локальную и посмертную информацию, метод нейтронной дифракции in situ, сканирующий большую часть расчётной длины, использовался для характеристики распределений деформации решётки с циклированием.

Объёмная доля двойников как функция циклов нагружения была получена после полуциклов нагружения или разгрузки.

Процессы, контролирующие циклическое деформационное упрочнение во время каждого цикла деформации, оценивались с помощью (i) статистического анализа формы петли гистерезиса с целью характеристики распределения внутренних барьеров напряжения для задействованных механизмов деформации и (ii) спектрального и статистического анализа данные АЭ, дающих информацию о кинетике этих механизмов.

Каждый из используемых экспериментальных методов имеет свой набор преимуществ и ограничений с точки зрения характеристики и интерпретации. Их уникальная комбинация обеспечивает множество преимуществ, которые способствуют всестороннему пониманию механизмов первичной деформации – деформационного двойникования, дислокационного скольжения и удаления двойникования.

Показано, что циклическое механическое поведение сплава TiAl можно всесторонне объяснить взаимодействием этих механизмов во время каждого цикла нагружения.

Это взаимодействие определяет поведение основных механизмов на ранних стадиях развития усталостного повреждения и, вероятно, определяет общую усталостную реакцию сплава, близкого к γ-TiAl, при комнатной температуре.