Определение порога напряжения и микроструктурных факторов, формирующих эффект нелинейной разгрузки магниевого сплава МА14 (ZK60)

Магниевые сплавы – идеальный материал для создания легких и прочных современных транспортных систем, однако его широкое применение ограничено из-за некоторых физико-химических свойств. В работе рассмотрен эффект нелинейной упругой разгрузки магниевого сплава МА14 (ZK60, Mg‑5,4Zn‑0,5Zr) в крупнозернистом состоянии после рекристаллизационного отжига. Установлено, что нелинейность характеристики разгрузки формируется после достижения определенного порогового уровня напряжения. Предполагается, что изучаемый эффект связан с деформационным поведением сплава, при котором наблюдается формирование двойниковой структуры по механизму двойникования растяжения. Микроструктура материала образцов была определена методами растровой электронной микроскопии с применением анализа дифракции обратно рассеянных электронов. Определение порогового напряжения формирования нелинейности разгрузки было проведено двумя методами: 1) по величине площади петли, образуемой нелинейностью механической характеристики разгрузки и характеристики повторного нагружения (механический гистерезис), и 2) по анализу акустической эмиссии, зарегистрированной при растяжении до разрушения. Сопоставление полученных результатов позволяет предположить, что нелинейность разгрузки обусловлена двойникованием в зернах, в которых наблюдается невыгодная конфигурация (низкий фактор Шмидта) для дислокационного скольжения. Разворот продвойниковавшего кристалла на угол, близкий к 90°, не способствует повышению фактора Шмидта и активации систем скольжения дислокаций для закрепления деформированной структуры по механизму дислокационного упрочнения. При последующем снижении величины внешнего напряжения происходит раздвойникование и частичное восстановление конфигурации кристаллической решетки.