On the Relationship between the Spatial Characteristics of Multi-Scale Plastic Deformation Localization Processes in Aluminum
УДК 538.951, 539.37, 539.382.2
Abstract
The paper investigates patterns of plastic flow localization during uniaxial tension of polycrystalline aluminum with stable loading curves ensured by specific micromechanisms of plastic flow within the temperature range of 170<T<350 K. The study of macroscopic deformation fields is conducted with the speckle photography technique. It allows identifying evolution patterns of spatio-temporal distributions of the distortion tensor components during tensile testing of flat samples. The distributions of local deformations take the form of a system of equidistantly located stationary foci of localized plastic deformation (stationary dissipative structure) at the stages of parabolic strain hardening. The spatial period (which is the distance between the maxima of local elongations along the extension axis, the autowave length) is the geometric characteristic of such structures. Temperature dependence is revealed for the spatial period distributions of local elongations and dislocation substructures sizes for the parabolic strain hardening stages in Al.
Downloads
Metrics
References
Lubarda V.A. Elastoplasticity Theory. London: CRS Press, 2001. 648 p.
Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. 643 с.
Hull D., Bacon D.J. Introduction in Dislocations. Oxford: Elsevier, 2011. 272 p.
Козлов Э.В., Старенченко В.А., Конева Н.А. Эволюция дислокационной суб структуры и термодинамика пластической деформации металлических материалов // Металлы. 1993. № 5. С. 152-161.
Сарафанов Г.Ф. Корреляционные эффекты в ансамбле краевых дислокаций // Физика твердого тела. 2008. Т. 50. № 10. С. 1793-1799.
Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А. Физика макролокализации пластического течения. Новосибирск: Наука, 2008. 327 с.
Зуев Л.Б., Баранникова С.А., Лунев А.Г. От макро-к микро-. Масштабы пластической деформации. Новосибирск: Наука, 2018. 130 с.
Зуев Л.Б. Автоволновая пластичность. Локализация и автоволновые моды. М.: Физматлит, 2018. 207 с.
Зуев Л.Б., Хон Ю.А., Горбатенко В.В. Физика неоднородного пластического течения. М.: Физматлит, 2024. 320 с.
Asharia A., Beaudoin A., Miller R. New Perspectives in Plasticity Theory: Dislocation Nucleation, Waves, and Partial Continuity of Plastic Strain Rate // Mathematics and Mechanics of Solids. 2008. Vol. 13. № 2. P 292-315. DOI: 10.1177/1081286507086903
McDonald R.J., Efstathiou C., Kurath P. The Wavelike Plastic Deformation of Single Crystal Copper // Journal of Engineering Materials and Technology. 2009. Vol. 131. №. 3. P. 692-703. DOI: 10.1115/1.3120410
Fressengeas C., Beaudoin A., Entemeyer D., Lebedki-na T., Lebyodkin M., Taupin V. Dislocation Transport and Intermittency in the Plasticity of Crystalline Solids // Physical Review B. 2009. Vol. 79. P 014108-10. DOI: 10.1103/ PhysRevB.79.014108
Третьякова Т.В., Вильдеман В.Э. Пространственновременная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов. М.: Физматлит, 2016. 118 c.
Порубов А.В. Локализация нелинейных волн деформации. М.: Физматлит, 2009. 207 с.
Назаров В.Е. Дислокационная нелинейность и нелинейные волновые процессы в поликристаллах с дислокациями // Физика твердого тела. 2016. Т. 58. № 9. С. 1665-1673.
Naimark O.B. Defect Induced Transitions as Mechanisms of Plasticity and Failure in Multifield Continua. Advances in Multifield Theories of Continua with Substructure. Boston: Birkhauser Inc., 2003. P 75-114.
Плехов О.А. Экспериментальное исследование термодинамики пластического деформирования методом инфракрасной термографии // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. № 2. С. 144-146.
Zbib H.M., de la Rubia T.D. A Multiscale Model of Plasticity // International Journal of Plasticity. 2002. Vol. 18. No. 7. P. 1133-1163.
Zuev L.B., Barannikova S.A., Maslova O.A. The Features of Localized Plasticity Autowaves in Solids // Materials Research. 2019. Vol. 22. No 4. P. 104-123. DOI: 10.1590/1980-5373-мр-2018-0694
Наймарк О.Б. Коллективные свойства ансамблей дефектов и некоторые нелинейные проблемы пластичности и разрушения // Физическая мезомеханика. 2003. Т. 6. № 4. C. 45-72.
Малыгин Г.А. Механизм деформационного упрочнения и образования дислокационных структур в металлах при больших пластических деформациях // Физика твердого тела. 2006. Т. 48. № 4. C. 651-657.
Малыгин Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов // Успехи физический наук. 1999. T. 169. С. 979-1010. DOI: 10.3367/ UFNr.0169.199909c.0979
Зегер А. Механизм скольжения и упрочнения в ГЦК и ГПУ металлах // Дислокации и механические свойства кристаллов. М.: ИИЛ, 1960. С. 179-267.
Владимирова В.Л., Лаврентьев Ф.Ф., Похил Ю.А. Процессы пластической деформации при низких температурах. Киев: Наукова Думка, 1974. 384 с.
Kocks U.F., H. Meking H., Physics and Phenomenology of Strain Hardening: the FCC Case // Progress in Materials Science. 2003. Vol. 48. P. 171-273. DOI: 10.1016/S0079-6425(02)00003-8
Исаев Н.В., Забродин П.А., Русакова А.В. Локализация пластической деформации в ультрамелкозернистых Al и Al-Li при температурах 4,2-350 К // Физика низких температур. 2012. Т. 38. № 10. С. 1230-1239.
Зуев Л.Б., Баранникова С.А., Колосов С.В. Автовол-новое описание температурного эффекта при деформации ГЦК металлов // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 12. DOI: 10.21883/ JTF.2022.12.53748.170-22
Copyright (c) 2024 Светлана Александровна Баранникова, Полина Валентиновна Исхакова
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Izvestiya of Altai State University is a golden publisher, as we allow self-archiving, but most importantly we are fully transparent about your rights.
Authors may present and discuss their findings ahead of publication: at biological or scientific conferences, on preprint servers, in public databases, and in blogs, wikis, tweets, and other informal communication channels.
Izvestiya of Altai State University allows authors to deposit manuscripts (currently under review or those for intended submission to Izvestiya of Altai State University) in non-commercial, pre-print servers such as ArXiv.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0) that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).