Исследование разномасштабных характеристик процессов пластической деформации в алюминии
УДК 538.951, 539.37, 539.382.2
Аннотация
Рассмотрены закономерности процессов макроскопической локализации пластического течения поликристаллического алюминия в условиях одноосного растяжения при комнатной температуре. Для исследования полей локальных деформаций была использована методика двухэкспозиционной спекл-фотографии. Вариации скорости ультразвуковых волн плоских образцов в процессе нагружения фиксировали автоциркуляционным методом. Установлено, что параметры распределений локальных деформаций и рэлеевских волн зависят от уровня общей деформации. Проведена оценка изменения плотности дислокаций в процессе пластической деформации. Установлена линейная корреляция между величинами приложенных внешних напряжений и внутренних напряжений, рассчитанных по закону Тейлора для деформационного упрочнения. Полученные в ходе исследования параметры акустических волн дают возможность оценить изменение микроструктурных характеристик деформируемого металла при квазистатическом нагружении. Показано, что зависимости скорости распространения рэлеев-ских волн могут быть использованы для расчетов деформационной кинетики в рамках автоволновой модели пластичности.
Скачивания
Metrics
Литература
Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. 643 с.
Зегер А. Механизм скольжения и упрочнения в ГЦК и ГПУ металлах // Дислокации и механические свойства кристаллов. М.: ИИЛ, 1960. С. 179-267.
Хирш П., Хови А., Николсон Р. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. М.: Мир, 1968. 574 с.
Taylor G. The Mechanism of Plastic Deformation of Crystals // Proceedings of Royal Society. 1934. Vol. A 145. No 3. P. 362-415.
Hull D. and 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.
Князев С.Н., Кудря А.В., Комаровский Н.Ю. и др. Методы исследования дислокационной структуры полупроводниковых монокристаллов группы AIIIBV // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2022. № 25(4). С. 323-336. DOI: 10.17073/1609-35772022-4-323-336
Gilman J.J. Dislocation Motion in a Viscous Medium // Physical Review Letters. 1968. Vol. 20. P. 157. DOI: 10.1103/ PhysRevLett.20.157
Сарафанов Г.Ф. Корреляционные эффекты в ансамбле краевых дислокаций // Физика твердого тела. 2008. Т. 50. № 10. С. 1793-1799.
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
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
Fressengeas C., Beaudoin A., Entemeyer D., et al. Dislocation Transport and Intermittency in the Plasticity of Crystalline Solids // Physical Review B. 2009. Vol. 79. P. 01410810. DOI: 10.1103/PhysRevB.79.014108
Zirkle T., Zhu T., McDowell D.L. Micromechanical Crystal Plasticity Back Stress Evolution within FCC Dislocation Substructure // International Journal of Plasticity. 2021. Vol. 146. P. 103082. DOI: 10.1016/j.ijplas.2021.103082
Ananthakrishna G. Current Theoretical Approaches to Collective Behavior ofDislocations // Physics Reports. 2007. Vol. 440. No 4-6. P. 113-259. DOI: 10.1016/j.physrep.2006.10.003
Yasnikov I.S., Kaneko Y., Uchida M., et al. The Grain Size Effect on Strain Hardening and Necking Instability Revisited from the Dislocation Density Evolution Approach // Materials Science and Engineering A. 2022. Vol. 831. P. 142330. DOI: 10.1016/j.msea.2021.142330
Peng H., Hu L., Baker I. In-situ EBSD Study of the Active Slip Systems and Substructure Evolution in a Medium-entropy Alloy during Tensile Deformation // Materials Characterization. 2024. Vol. 217. P. 114405 DOI: 10.1016/j. matchar.2024.114405
Gruber B., Weifiensteiner I., Kremmer T., et al. Mechanism of Low Temperature Deformation in Aluminium Alloys // Materials Science and Engineering A. 2020. Vol. 795. P. 139935. DOI: 10.1016/j.msea.2020.139935
Плехов О.А. Экспериментальное исследование термодинамики пластического деформирования методом инфракрасной термографии // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. № 2. С. 144-146.
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.
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
Kocks U.F., 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
Муравьев В.В., Зуев Л.Б., К. Л. Комаров К.Л. Скорость звука и структура сталей и сплавов. Новосибирск: Наука, 1996. 184 с.
Баранникова С.А., Надежкин М.В., Исхакова П.В. Исследование механических и акустических свойств деформируемых сплавов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2023. Т. 66. № 2. С. 162-167. DOI 10.17073/0368-0797-2023-2-162-167
Khina B.B., Pokrovsky A.I., Zhang S.-H., et al. Effect of Strain Rate on the Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Alloy AA2B06-O of the Al-Cu-Mg System // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2021. Vol. 62. No 5. P. 545-553. DOI: 10.3103/S1067821221050060
Xu Y., Xia L., Abd Ei-Aty A., et al. Revealing the Dynamic Behavior and Micromechanisms of Enhancing the Formability of AA1060 Sheets under High Strain Rate Deformation // Journal of Materials Research and Technology. 2024. Vol. 28. P. 2402-2409. DOI: 10.1016/j.jmrt.2023.12.163
Андреев В.А., Асташинский В.М., Бабич В.Е. и др. Актуальные проблемы прочности. Минск: ИВЦ Минфина, 2024. 470 с.
Maurel A., Pagneux V., Barra F., et al. Wave Propagation through a Random Array of Pinned Dislocations: Velocity Change and Attenuation in a Generalized Granato and Lucke Theory // Physical Review B. 2005. Vol. 72. P. 174111. DOI: 10.1103/PhysRevB.72.1741118
Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. 855 с.
Copyright (c) 2025 Светлана Александровна Баранникова, Сергей Васильевич Колосов, Полина Валентиновна Исхакова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
