128 / 150
Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 2. 2017
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
128
Практическая ценность исследований, проводимых на поликристаллах, связанна с
возможностью определения критерия разрушения материала при любом виде нагрузки.
Однако, на сегодняшний день цель еще не вполне достигнута и для понимания
закономерностей формирования деформационных структур различного типа целесообразно
проведение
исследований
на
модельных
монокристаллических
материалах.
Деформационный рельеф характерный для монокристаллов также представлен следами
сдвига, их пачками, мезо- и макрополосами, а также гофрированием поверхности [7–9, 16].
Количественная оценка может представлена параметрами шероховатости, либо
количеством следов и расстоянием между ними, а также величиной сдвига в следах.
Настоящая работа направлена на рассмотрение возможностей количественной оценки
деформационных структур с использованием конфокальной микроскопии.
Материал и методика
В работе исследовали монокристаллы никеля (примеси менее 0,01%), выращенные по
методу Бриджмена. Деформирование сжатием проводили на испытательной машине Instron
ElektroPuls E10000 со скоростью 1,4∙10
-3
с
-1
при комнатной температуре. Картину
деформационного рельефа исследовали на оптическом микроскопе Leica DM 2500P и
конфокальном лазерном сканирующем микроскопе Olympus LEXT OLS4100. Для оценки
деформационного рельефа в работе использовали двух- (ГОСТ Р ИСО 4287-2014) и
трехмерный ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014 анализ шероховатости поверхности.
Результаты и обсуждение
Далее приведены результаты, полученные для деформационных структур различного
типа (следы сдвига, мезополосы, макрополосы) на примере монокристаллов никеля. Оценка
деформационных структур проводилась с использованием двух и трехмерных параметров
шероховатости, а также непараметрических критериев [17].
В табл. приведены значение параметров шероховатости для различного типа
деформационных структур при деформации 7–8%.
Rq – среднеквадратичное отклонение оцениваемого профиля, среднеквадратичное
значение ординаты Z(x) в пределах базовой длины l (ГОСТ Р ИСО 4287-2014).
Rq=
Sq – среднеквадратичное значение ординаты в области определения А трехмерный
аналог Rq (ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014).
Таблица
Параметры шероховатости
Следы сдвига
Мезополосы
Макрополосы
Rq, мкм
0,44±0,03
0,48±0,03
1,2±0,24
-
0,15±0,01
0,5±0,07
Sq, мкм
0,92
0,43
2,1
Анализ результатов показывает, что параметр Rq дает нам два значительно
отличающихся значения шероховатости для мезо- и макрополос. Это объясняется тем, что
данные деформационные структуры образованы определенным образом организованными
следами сдвига. На поверхности мы видим, как уже сформированные структуры, так и следы