на расстояниях около

2 нм и больше — икосаэдрическую структуру с дальним порядком [165]. Сплавы А1и,Сг3Се,С0|, обладают исключительно высокой прочностью на растяжение (до 1340 МПа), близкой или

i

превосходящей прочность специальных сталей. Основными причинами высокой прочности на растяжение являются образование наночастиц икосаэдрической фазы, имеющих сферическую морфологию, и наличие вокруг этих частиц тонкого слоя алюминия. В настоящее время получение нанокристаллических сплавов методом кристаллизации из закаленного аморфного состояния активно развивается, и число новых сплавов с нанокри-сталлической структурой, полученных этим методом быстро увеличивается.

2.4. ИНТЕНСИВНАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ

Весьма привлекательным способом создания компактных сверхмелкозернистых материалов со средним размером зерен < 100 нм (или субмикрокристаллических материалов — СМК) является интенсивная пластическая деформация [166—169]. В основе этого метода получения СМК материалов лежит формирование за счет больших деформаций сильно фрагментирован-ной и разориентированной структуры, сохраняющей остаточные признаки рекристаллизованного аморфного состояния. Для достижения больших деформаций материала применяются различные методы: кручение под квазигидростатическим давлением, равноканальное угловое прессование, прокатка, всесторонняя ковка. Сущность их заключается в многократной интенсивной пластической деформации сдвига обрабатываемых материалов; при этом достигается истинная логарифмическая степень деформации е = 4—7. Использование интенсивной пластической деформации позволяет наряду с уменьшением среднего размера зерен изготовить массивные образцы с практически беспористой структурой материала, чего не удается достичь компактиро-ванием высокодисперсных порошков.

Пластическая деформация известна как эффективное средство формирования структуры металлов, сплавов и некоторых Других материалов. В процессе деформации повышается плотность дислокаций, происходит измельчение зерна, возрастает концентрация точечных дефектов и дефектов упаковки. Совокупность этих изменений способствует образованию специфической микроструктуры. Основные закономерности ее формирования при пластической деформации определяются сочетанием

57

параметров исходного структурного состояния материала и конкретными условиями деформирования, а также механикой процесса деформации. При прочих равных условиях основная роль в формировании структуры и свойств материала принадлежит механике процесса деформации: если она обеспечивает однородность напряженного и деформированного состояний по всему объему материала, то деформация наиболее эффективна. Основанные на сдвиге традиционные методы пластической деформации (прокатка, волочение, прессование, ковка, кручение и т. д.) позволяют достигать достаточно высокой степени ее за счет многократной обработки, но не обеспечивают однородного распределения параметров напряженного и деформированного состояний. Формирование однородной структуры достигается в наибольшей степени при использовании стационарного процесса деформирования, основанного на схеме простого сдвига. Сущность процесса состоит в продавливании заготовки через два пересекающихся под углом 2Ф = 90—150° канала равного поперечного сечения (рис. 2.5). На плоскости пересечения каналов сосредоточена однородная локализованная деформация просто-^ го сдвига с интенсивностью

Ar = 2ctg©. (2.1|

Многократная циклическая обработка материала по этой cxei»

(2.21

обеспечивает сверхвысокие интенсивности деформации Г = NAT = 2/VctgO

(2.3)

(/V — число циклов) при однородном напряженно-деформированном состоянии материала и сохранении неизменными поперечных размеров заготовки. Истинная логарифмическая степень деформации определяется по формуле

е = Arsh (Г/2) = In)(Г/2) + [(Г/2)2 + I]"2).

Наиболее целесообразно использование углов 2Ф, близких 90°, когда достигается самый высокий уровень интенсивности деформаций при незначительном росте контактных давлений. Чтобы уменьшить контактное трение, используется смазка. Эта схема деформации, предложенная В. М. Сегалом [170], развитая в работах [171, 172] и подробно описанная авторами [173], стала называться равноканально-угловым (РКУ) прессованием. По сравнению с другими методами пластической деформации оно позволяет получить наиболее однородную субмикрокристаллическую структуру материала и наиболее сопоставимые (при прочих равных условиях) результаты по тем или иным физическим свойствам. Анализу результатов изучения структуры и свойств субмикрокристаллических материалов посвящены обзорные работы [169, 174].

Основной особенностью структуры субмикрокристаллических материалов, полученных деформационными методами, являются неравновесные границы зерен, которые служат источником больших упругих напряжений. Другим источником напряжений служат тройные стыки зерен. О неравновесности свидетельствуют диффузный контраст границ и изгибные контуры экстинции в зернах, наблюдаемые на электронно-микроскопических изображениях. Ширин