Пластическая деформация и ее влияние на накопление средней скалярной плотности дислокаций и ее компонент pS и pG в сплавах Cu-Mn
УДК 539.38:539.2
Аннотация
Развитие и успехи физической науки о прочности позволяют сформулировать основные аспекты, которые основаны на дислокационной физике. Настоящая статья описывает современное состояние этого вопроса в рамках многоуровневого подхода. В ней рассмотрены закономерности накопления дислокаций в материале после различных степеней деформации. Основным механизмом упрочнения металлического поликристалла является накопление в его зернах дислокаций, а основным параметром упрочнения является средняя скалярная плотность дислокаций. Скалярная плотность дислокаций разделена на компоненты: плотность статистически запасенных (pS) и плотность геометрически необходимых (pG) дислокаций. Методом просвечивающей дифракционной электронной микроскопии (ПЭМ) проведены этапы развития типов дислокационной субструктуры (ДСС) в сплавах Cu-Mn от концентрации легирующего элемента при активной пластической деформации. Исследовались поликристаллические сплавы в широком концентрационном интервале от 0.4 до 25ат.% Mn. По полученным в электронном микроскопе микроснимкам был измерен ряд параметров дислокационной субструктуры: средняя скалярная плотность дислокаций <p>, плотность статистически запасенных (pS) и геометрически необходимых (pG) дислокаций, кривизна-кручение кристаллической решетки (χ), плотность микрополос (Рполос), плотность оборванных субграниц (Мобгр). Установлена последовательность превращений типов ДСС при увеличении степени деформации и величины второго элемента на формирование типа субструктуры и ее параметров. Экспериментально определено влияние концентрации второго элемента и размера зерна на среднюю скалярную плотность дислокаций и ее составляющих. Наличие разориентировок в субструктуре в процессе деформации базируется на основе измерения этих параметров методом ПЭМ.
Скачивания
Metrics
Литература
Дударев Е.Ф., Корниенко А.Л., Бакач Г.П. Влияние энергии дефекта упаковки на развитие дислокационной структуры, деформационное упрочнение и пластичность ГЦК твердых растворов // Известия вузов. Физика. 1991. № 3.
Панин В.Е., Дударев Е.Ф., Бушнев Л.С. Структура и механические свойства твердых растворов замещения. М., 1971.
Koneva N.A., Trishkina L.I. Cherkasova T.V. Effect of stacking-fault energy on the accumulation of dislocations during plastic deformation of copper-based polycrystalline alloys. //Letters on materials. 2017. Vol. 7. № 3. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-3-282-286.
Конева Н.А. Козлов Э.В. Тришкина Л.И. Эволюция дислокационной структуры при деформации поликристаллических сплавов на основе меди и их пластичность //Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2016. Т. 13.
Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Структурные уровни пластической деформации и разрушения / под ред. В.Е. Панина. Новосибирск, 1990.
Cour tney T.H. Mechanical behavior of materials. Boston; Toronto, 2000.
Fole y D. L., Latypov M. I., Zhao X. and et al. Geometrically necessary dislocation density evolution as a function of microstructure and strain rate // Materials Science & Engineering A. 2022. Vol. 831. 142224.
Hansen L.T., Fullwood D.T., Homer E. R. et al. An investigation of geometrically necessary dislocations and back stress in large grained tantalum via EBSD and CPFEM // Materials Science & Engineering A. 2020. Vol. A 772. 138704.
Dahlberg C.E.O., Saito Y., Oztop M.S., Kysar J.W. Geometrically necessary dislocation density measurements at a grain boundary due to wedge indentation into an aluminum bicrystal // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2017. Vol. 105.
Lin P., Nie J., Liu Z., Zhuang Z. Study of two hardening mechanism caused by geometrically necessary dislocations in thin films with passivation layer //International Journal of Solids and Structures. 2019. Vol. 160.
He D. , Zhu J.-c., Lai Z.-h., Liu Y., Yang X.-w., Nong Z.-s. Residual elastic stress-strain field and geometrically necessary dislocation density distribution around nano-indentation in ТА15 titanium alloy //Trans. Nonferrous Met Soc. China, 2013. Vol. 23.
Munoz J. A. Geometrically Necessary Dislocations (GNDs) in iron processed by Equal Channel Angular Pressing (ECAP) // Materials Letters. 2019.
Ashby M.F. The deformation of plastically non-homo-geneous materials // Phil. Mag. 1970. Vol. 21.
Ashby M.F. Strengthening methods in crystals / Eds. A. Kelly, R.B. Nicholson. London, 1971.
Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М., 1970.
Тришкина Л. И., Черкасова Т. В., Попова Н. А. и др. Дислокационный ансамбль: скалярная плотность дислокаций и ее компоненты. Томск, 2019.
Потекаев А.И., Клопотов А.А. Козлов Э.В. и др. Слабоустойчивые предпереходные структуры в никелиде титана. Томск, 2004.
Пирсон У Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. М., 1977. Ч. 1.
Козлов Э.В., Дементьев В.М., Кормин Н.М., Штерн Д.М. Структуры и стабильность упорядоченных фаз. Томск, 1994.
Zen E. Validaty of «Vegard Law». //J. Mineralogist Soc. America. Vol. 41. № 5-6.
Massalski Т.В. Binary Alloy Phase Diagrams. American Society for Metals. Metals Park. Ohio, 1986. 1987. Vol. 1, 2.
Барабаш О.М., Коваль Ю.Н. Кристаллическая структура металлов и сплавов. Киев, 1986.
Landa, J. E. Klepeis, R. E. Rudd, K. J. Caspersen, D. A. Young. Analytic Binary Alloy Volume - Concentration Relations and the Deviation from Zen’s Law // Appl. Sci. 2021. № 11.
Маделунг О. Физика твердого тела. Локализованные состояния М., 1985.
Фистуль В.И. Физика и химия твердого тела. М., 1995. Т. 1.
Copyright (c) 2023 Людмила Ильинична Тришкина , Анатолий Анатольевич Клопотов, Александр Иванович Потекаев , Татьяна Викторовна Черкасова, Владислав Иванович Бородин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
