О соотношении пространственных характеристик разномасштабных процессов локализации пластической деформации в алюминии
УДК 538.951, 539.37, 539.382.2
Аннотация
Рассмотрены закономерности локализации пластического течения при одноосном растяжении поликристаллического алюминия, в котором реализуются устойчивые стадии кривых нагружения, определяемые специфическими микромеханизмами пластического течения в температурном интервале 170<T<350 K. Для исследования полей макроскопической деформации была использована методика спекл-фотографии. Данная методика позволила выявить закономерности эволюции пространственно-временных распределений компонент тензора дисторсии при растяжении плоских образцов. На стадиях параболического деформационного упрочнения распределения локальных деформаций имеют форму в виде системы эквидистантно расположенных стационарных очагов локализации пластической деформации (стационарная диссипативная структура). Геометрической характеристикой таких структур служит пространственный период (расстояние между максимумами локальных удлинений вдоль оси растяжения, длина автоволны). Установлена температурная зависимость пространственного периода распределений локальных удлинений и размера дислокационных субструктур для стадий параболического деформационного упрочнения в Al.
Скачивания
Литература
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 субструктуры 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
References
Lubarda V.A. Elastoplasticity Theory. London: CRS Press, 2001. 648 p.
Friedel J. Dislocations. Moscow: Mir, 1967. 643 p. (In Russ.).
Hull D. and Bacon D.J. Introduction in Dislocations. Oxford: Elsevier, 2011. 272 p.
Kozlov E.V., Starenchenko V.A., Koneva N.A. Evolution of Dislocation Substructure and Thermodynamics of Plastic Deformation of Metallic Materials. Metals. 1993. No. 5. P. 152-161. (In Russ.).
Sarafanov G.F. Correlation Effects in an Ensemble of Edge Dislocations. Solid State Physics. 2008. Vol. 50. No. 10. P. 1793-1799. (In Russ.).
Zuev L.B., Danilov V.I., Barannikova S.A. Physics of Macrolocalization of Plastic Flow. Novosibirsk: Nauka, 2008. 327 p. (In Russ.). 7. Zuev L.B., Barannikova S.A., Lunev A.G. From Macro to Micro. Scales of Plastic Deformation. Novosibirsk: Nauka, 2018. 130 p. (In Russ.).
Zuev L.B. Autowave Plasticity. Localization and Autowave Modes. Moscow: Fizmatlit, 2018. 207 p. (In Russ.).
Zuev L.B., Khon Yu.A., Gorbatenko V.V. Physics of In-homogeneous Plastic Flow. Moscow: Fizmatlit, 2024. 320 p. (In Russ.).
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. No 2. P 292-315. DOI: 10.1177/1081286507086903
McDonald R.J., Efstathiou C., Kurath P The Wave-like Plastic Deformation of Single Crystal Copper. Journal of Engineering Materials and Technology. 2009. Vol. 131. No 3. P. 692703. DOI: 10.1115/1.3120410
Fressengeas C., Beaudoin A., Entemeyer D., Lebedki-na T., Lebyodkin M., Taupin V. Dislocation Transport and In-termittency in the Plasticity of Crystalline Solids. Physical Review B. 2009. Vol. 79. P. 014108-10. DOI: 10.1103/Phys-RevB.79.014108
Tretyakova T.V., Wildeman V.E. Spatiotemporal Heterogeneity of Processes of Inelastic Deformation of Metals. Moscow: Fizmatlit, 2016. 118 p. (In Russ.).
Porubov A.V. Localization of Nonlinear Deformation Waves. M.: Fizmatlit, 2009. 207 p. (In Russ.).
Nazarov V.E. Dislocation Nonlinearity and Nonlinear Wave Processes in Polycrystals with Dislocations. Solid State Physics. 2016. Vol. 58. No 9. P. 1665-1673. (In Russ.).
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.
Plekhov O.A. Experimental Study of the Thermodynamics of Plastic Deformation Using Infrared Thermography. Journal of Technical Physics. 2011. Vol. 81. No. 2. P. 144-146. (In Russ.).
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 20. Naimark O.B. Collective Properties of Ensembles of Defects and Some Nonlinear Problems of Plasticity and Fracture. Physical mesomechanics. 2003. Vol. 6. No. 4. P. 45-72. (In Russ.).
Malygin G.A. Mechanism of Strain Hardening and Formation of Dislocation Structures in Metals under Large Plastic Deformations. Solid State Physics. 2006. Vol. 48. No. 4. P. 651-657. (In Russ.).
Malygin G.A. Processes of Self-organization of Dislocations and Plasticity of Crystals. Physics-Uspekhi. 1999. Vol. 169. P. 979-1010. (In Russ.). DOI: 10.3367/UFNr.0169.199909c.0979
Seeger A. Mechanism of Glide and Work-hardening in Face-Centered Cubic and Hexagonal Close Packed Metals. Dislocations and Mechanical Properties of Crystals. New York: John Wiley and Sons Inc., 1957. P. 243-329. (In Russ.).
Vladimirova V.L., Lavrentiev F.F., Pokhil Yu.A. Processes of Plastic Deformation at Low Temperatures. Kyiv: Naukova Dumka, 1974. 384 p. (In Russ.).
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
Isaev N.V., Zabrodin P.A., Rusakova A.V. Localization of Plastic Deformation in Ultrafine-grained Al and Al-Li at Temperatures of 4.2-350 K. Low Temperature Physics. 2012. Vol. 38. No. 10. P. 1230-1239. (In Russ.).
Zuev L.B., Barannikova S.A., Kolosov S.V Autowave Description of the Temperature Effect during Deformation of FCC Metals. Technical Physics. 2022. Vol. 67. No. 12. P. 1575-1579. (In Russ.). DOI: 10.21883/TP.2022.12.55192.170-22
Copyright (c) 2024 Светлана Александровна Баранникова, Полина Валентиновна Исхакова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
