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The crystallographic dependence of low load indentation hardness in beryllium

1961; Elsevier BV; Volume: 3; Issue: 2 Linguagem: Alemão

10.1016/0022-3115(61)90002-2

1873-4820

N.A. Hill, J. Wayne Jones,

Metal Alloys Wear and Properties

Low load indentation hardness measurements on beryllium are markedly dependent on orientation and surface condition. Machining produces a uniform surface layer with a hardness of 300 DPN on both single and polycrystalline beryllium. Removal by etching of 0.02 cm (0.008 in.) of surface reveals the marked crystallographic dependence viz 230 DPN on the basal plane and 70 DPN on prism plane for a single crystal, and 300-170 DPN depending on the angle of testing relative to the surface for highly oriented sheet. These variations can be related to the operative deformation mechanisms in a single crystal and the preferred orientation in the sheet. Similar, but less marked effects are found in less highly oriented sheet, tube and rod; in all cases the maximum hardness corresponds to the greatest concentration of basal planes. Rotation of the diamond indenter in the basal plane of a single crystal gives no variation in hardness, but in both first and second order prism planes, there is a distinct variation which can be related to the beryllium crystal structure. L'orientation et l'état de surface du béryllium influencent fortement les mesures de dureté sous faible charge. L'usinage donne une couche superficielle uniforme d'une dureté de 300 DPN, sur les monocristaux comme sur les polycristaux de béryllium. Si par attaque, on enlève 0,2 mm, on constate l'influence de la structure cristalline: l'on mesure 230 DPN sur le plan de base et 70 DPN sur le plan prismatique pour un monocristal et 300-170 DPN selon l'angle d'essai par rapport à la surface pour une tôle fortement orientée. Ces variations peuvent être reliées aux mécanismes de déformation opérant dans un monocristal et à l'orientation préférentielle dans la tôle. De même, dans des tôles fortement orientées, dans des tubes et des barres, on a pu observer des effets similaires, quoique moins marqués. Dans tout les cas, la dureté maximale correspond à la plus grande concentration de plans de base dans la texture. La rotation du pénétrateur en diamant dans le plan de base d'un monocristal ne donne aucune variation dans la dureté, mais à la fois dans les plans du prisme de premier et de second ordre, il y a une variation distincte qu'on peut relier à la structure cristalline du béryllium. Ergebnisse von Kleinlasthärtemessungen an Béryllium werden, in ausgeprägtem Maβe von der Kristallorientierung und dem Oberflächenzustand beeinflusst. Durch spanabhebende Bearbeitung wird auf Einkristallen und Vielkristallen eine Oberflächenschicht einheitlicher Vickershärte von 300 DPN erzeugt. Nach Abätzen einer 0,02 cm dicken Oberflächenschicht tritt die ausgeprägte Orientierungsabhängigkeit auf. So werden an Einkristallen auf der Basisfläche 230, auf einer Prismenfläche 70 DPN festgestellt, während ei stark texturhaltigem Blech je nach Gröβe des mit der Oberfläche eingeschlossenen Winkels Werte zwischen 300 und 170 DPN zu finden sind. Diese Unterschiede lassen sich mit dem wirksamen Verformungsmechanismus eines Einkristalls und mit der vorhandenen Kristallorientierung des Bleches in Zusammenhang bringen. Ahnliche, weniger deutliche Effekte wurden in schwächer texturhaltigen Blechen, Rohren und Stäben gefunden. Dabei ergaben sich stets die gröβten Härte-werte, wenn von der Messung die meisten Basisebenen erfasst wurden. Eine Rotation des Diamant-Prüfkörpers in der Basisebene von Einkristallen bringt keine Änderung der Härtewerte. Dagegen ergibt sich in den Prismenflächen eine eindeutige Abhängigkeit, die mit der Struktur des Berylliums zu erklären ist.