Twinning, slip and catastrophic flow in niobium

✍ Scribed by C.N Reid; A Gilbert; G.T Hahn

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1966
• Weight: 1012 KB
• Volume: 14
• Category: Article
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(66)90218-5

✦ Synopsis

Mechanical tests were carried out in tension and compression on single and poylcrystalline niobium.

The orientation dependence of the mechanical properties at 77°K was studied, and the behaviour was found to be highly anisotropic.

Crystals with axes near [Oil] deformed by profuse twinning in compression, while under tensile loading these crystals yielded by slip at much higher stresses.

Similar

behaviour was observed at 7S°K in polycrystalline niobium containing a strong [Oil] recrystallisation texture. Crystals oriented near [ill] underwent catastrophic, localised flow when tested in tension; the plane of shear was found to be near (011) and the shear direction near [iOO]. It is deduced that this behaviour was caused by the motion of dislocations with an e[iOO] Burgers vector, and is a consequence of the elastic properties of niobium. Crystals with axes near [OOI] deformed entirely by slip. Observations of slip lines on the crystals s,re described, and it appears that both { 1 IO} and { 112) are preferred slip planes in niobium at 80°K. There is evidence that slip on (112) planes in the sense of the direction appropriate for twin formation occurs at lower stresses than slip in the opposite sense. MACLAGE, GLISSEMENT ET DEFORMATION PLASTIQUE A CARACTERE CATASTROPHIQUE DANS LE NIOBIUM Les auteurs ont effect& des essais mecaniques par traction et par compression sur des 8chantillons de niobium monocristallin et polycristallin. 11s ont Btudi& la variation des propri&s m&miques avec l'orientation B 77"K, et ont observB un comportement hautement anisotrope. Les cristaux dont les axes sont voisins de [Ol l] se dbforment par maclage abondant en compression, alors qu'en traction, ces cristaux se deferment par glissement pour des contraintes beaucoup plus Ale&es. Le mkme comportement, a 6tB observe B 78°K dans le niobium polycristallin comportant une texture de recristallisation bien marquee suivant [Oil]. Les cristaux d'orientation voisine de [ill ] montrent une deformation B car&&&e catastrophique, t&s lo&is&e, quand on les sollicite en traction; le plan de cisaillement a 6tB trouve voisin de (011) et la direction de cisaillement proche de [TOO]. On peut en dbduire que ce ph&om&ne est dfi zt des d&placements de dislocations avec un vecteur de Burgers [TOO], et qu'il est done une consequence des propri&% Blastiques du niobium. Les cristaux dont les axes sont voisins de [OOI] se dbforment entierement par glissement. Les auteurs decrivent leurs observations de lignes de glissement, et il semble bien que B la fois {llO} et {112} sont les plans de glissement pr&f&entiels du niobium B 80°K. 11 existe des don&es exp&imentales gui tendent B montrer que le glissement sur les plans { 112) dans le sens correspondant Q la formation des macles se produit pour des contraintes moins BlevBes que le glissement en sens inverse. ZWILLINGSBILDUNG, GLEITUNG UND KATASTROPHENHAFTES FLIEBEN IN NIOB Mechanische Zug-und Kompressionsversuche wurden an einkristallinem und an polykristallinem Siob durchgefiihrt. Die Orientierungsabhiingigkeit der mechanischen Eigenschaften wurde bei 77°K untersucht. Das Verhalten war in hohem M&e anisotrop. Kristalle mit Achsen nahe [Ol l] verformten sic-h bei Kompression durch reichliche Zwillingsbildung, w&rend bei Zugbelastung diese Kristalle bei vie1 hiiheren Spannungen durch Gleiten fliel3en. Ein bhnliches Verhalten wurde bei 78°K in polykristallinem Niob mit einer starken [Oil]-Rekristallisationstextur beobachtet. Kristalle mit Orientierungen nahe [ill] unterlagen katastrophenartigem lokalisiertem Flieljen im Zugversuch; die Scherebene war nahe (011) und die Scherrichtung nahe [TOO]. Es wird gefolgert, daB dieses Verhalten durch Bewegung von Versetzungen mit einem Burgersvektor a rlOO] verursacht wird; es ist eine Folge der elastischen Eigenschaften von Niob. Kristalle mit Achsen nahe [OOl] verformten sich ausschliel3lich durch Gleiten. Gleitlinienbeobachtungen auf den Kristallen werden beschrieben. Sowohl { 1 IO} als such { 112) scheinen bevorzugte Gleitebenen in Niob bei 80°K zu sein. Es gibt Hinweise dafiir, de13 Gleitung auf {112}-Ebenen im Sinne der fiir Zwillingsbildung geeigneten Richtung bei kleineren Spannungen auftritt als Gleitung im entgegengesetzten Richtungssinn.