Возврат электрического сопротивления
Было найдено, что если проводить пластическую деформацию поликристаллической меди при различных температурах (ниже комнатной, при комнатной и несколько более высокой), то электросопротивление тем выше, чем ниже температура деформации. Это означает, что существует возврат электросопротивления, так как во всех исследованных случаях деформации не было обнаружено рекристаллизации и не было отмечено изменения соответствующих механических свойств. Затем эффект повышения электросопротивления при понижении температуры деформации был обнаружен на ряде других металлов; для никеля этот эффект показан на рис. 64.
Следует отметить, что общая величина возвратимой части электросопротивления повышается при понижении температуры деформации; при этом также повышается и невозвратимая часть. Показано (рис. 65,а), что электросопротивление меди, деформированной при 4 К, существенно изменяется, т. е. «возвращается» в процессе отдыха в течение 1 мин при повышении температуры от — 150 до 0°C, а затем слабо изменяется при дальнейшем нагреве до 100°C. Однако общее падение электросопротивления в исследованном интервале от —150 до +100°C определяет возврат этих значений примерно на 50%. Надо иметь в виду, что при низких температурах и таком малом времени выдержки, как 1 мин, не может происходить миграция граничных (и субграничных) поверхностей раздела, и наблюдаемая кинетика является характерной для возврата.
Пластическая деформация при повышенных температурах снижает величину возвращаемой части электросопротивления до величины, при которой вообще электросопротивление не будет возвращаться вплоть до рекристаллизации, что и наблюдается на меди, деформированной при 60 и 100°C.
Скорость возврата электрического сопротивления больше, чем скорость возврата напряжения течения. Это может служить основанием для заключения, что указан^ ные два свойства связаны с различным типом дефектов, созданных холодной деформацией. Однако кинетика низкотемпературного падения электросопротивления такая же (рис. 65,б), как и возврата напряжения течения, а также возврата уширения линий и низкотемпературного высвобождения накопленной энергии деформации. Все эти свойства меняются в зависимости от температуры и времени возврата в таких условиях, когда не происходит миграции поверхностей раздела. Следовательно, все перечисленные наблюдаемые явления должны описываться с общих позиций возврата свойств, понимая под этим перемещение вакансий, а также дислокаций из нестабильных высоконапряженных их группировок, созданных при холодной деформации.
Тамман наблюдал, что возврат различных свойств (после умеренного нагрева и выдержки) к их значениям до деформации может протекать с различной скоростью; тогда, варьируя условия последеформационной обработки, оказалось возможным наблюдать полный и непрерывный спектр явлений возврата. Природа явления возврата является общей; если бы это было связано с различными элементарными процессами, то должны быть найдены различия не только в деталях кинетики, но и различные значения энергии активации. По существу же различные проявления возврата свойств являются развивающимися стадиями одного единого процесса, имеющего одно определенное значение энергии активации.
Таким образом, данные по изучению возврата могут быть суммированы следующим образом.
1. В общем случае некоторые свойства, которые меняются в результате холодной пластической деформации, могут частично принимать прежние значения (возвращаться к ним) при таких температуре и времени возврата, при которых отсутствует миграция поверхностей раздела (границ, субграниц). В случае монокристаллов, деформированных чистым сдвигом (без изгиба), возврат протекает наиболее полно. При этом миграция поверхностей раздела, или переориентация, отсутствует, хотя и наблюдается восстановление исходных (до деформации) свойств.
2. Возвратимая часть деформационного упрочнения, а также возросшего после наклепа электрического сопротивления и некоторых других свойств увеличивается с понижением температуры деформации. Величина уширения рентгеновских линий (которое в ряде случаев может быть полностью возвратимо) также возрастает при понижении температуры деформации.
3. В изотермических условиях скорость возврата каждого из свойств оказывается больше в начале процесса, а затем постепенно уменьшается с развитием возврата. Кроме того, в определенных условиях, величина возврата напряжения течения и накопленной энергии деформации является линейной функцией логарифма времени возврата.
4. Кинетика возврата изменения различных свойств одинакова между собой (в пределах точности существующих экспериментов). Однако скорость возврата существенно различна для каждого из свойств. Так, например, возврат электрического сопротивления протекает быстрее, чем возврат уширения линии. Последнее происходит быстрее, чем возврат твердости (деформационного упрочнения).