Выпуски УФМ »  Том 17, выпуск 2

Физические основы длительной прочности твёрдых растворов с различной кинетикой подвижных дефектов

В. Г. Ткаченко

Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина

Получена: 02.03.2016. Скачать: PDF

В рамках выдвинутой структурно-энергетической концепции упрочнения разработана физическая теория длительной, исключающей разрушение, прочности твёрдых растворов, основанная на дислокационной модели зависимого от времени сопротивления микротекучести и динамических приближениях дислокационных наносегментов с подвижными узлами закрепления ниже макроскопического предела текучести. В аналитических выражениях, описывающих переход от однородной к сосредоточенной микродеформации с локализацией сдвига, критический уровень локальных напряжений связывается с потерей упругой (сдвиговой) устойчивости дислоцированной кристаллической решётки, избыточной энергией, скоростью, плотностью скользящих дислокаций и полями внутренних напряжений, вызванных растворёнными атомами. Для термически активированных процессов прерывистого (повторного) закрепления и коттрелловского блокирования дислокаций учтены вклады близкодействующих механизмов торможения связанных дефектов в кинетике явлений дислокационной релаксации упругих напряжений и дислокационной ползучести, указывающих на решающую роль локализации сдвига в структурной подготовке преждевременного разрушения. Результаты теоретических исследований и термоактивационного анализа находятся в разумном соответствии с опубликованными экспериментальными данными. Новый подход предназначен и может быть использован для количественной оценки эффективности легирования, потенциала термического сопротивления (жаропрочности) и ожидаемого ресурса эксплуатации новых экспериментальных сплавов, в том числе с эффектом Портевена–Ле Шателье.

Ключевые слова: микротекучесть, длительная прочность, механизмы торможения дислокаций.

PACS: 61.72.Bb, 61.72.Cc, 61.72.Hh, 61.72.Yx, 81.40.Cd, 81.40.Ef, 83.60.La

Citation: V. G. Tkachenko, Basic Physics of Long-Term Strength of Solid Solutions with Various Kinetics of Mobile Defects, Usp. Fiz. Met., 17, No. 2: 173—200 (2016) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.17.02.173

Цитированная литература (41)  
  1. B. V. Petukhov and P. A. Klyuchnik, Crystall. Rep., 57, No. 3: 388 (2012). Crossref
  2. E. Ma, Progress in Mater. Sci., 50, No. 4: 413 (2005). Crossref
  3. В. С. Иванова, Введение в междисциплинарное наноматериаловедение (Москва: Сайнс-Пресс: 2005).
  4. M. A. Meyers, A. Mishra, and D. J. Benson, Progress in Mater. Sci., 51, No. 4: 427 (2006). Crossref
  5. С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, Предельная прочность — кристаллы, металлы, элементы, конструкции (Киев: Наукова думка: 2008).
  6. B. Tang, X.-S. Wang, S.-S. Li, D.-B. Zeng, and R. Wu, Mater. Sci. Techn., 21, No. 5: 574 (2005). Crossref
  7. K. Khantha, V. Vitek, and D. P. Pope, Mater. Sci. Eng. A, 319–321: 484 (2001). Crossref
  8. В. Г. Ткаченко, Успехи физики металлов, 10, № 1: 103 (2009). Crossref
  9. И. П. Суздалев, П. И. Суздалев, Успехи химии, 75, № 8: 715 (2006). Crossref
  10. Н. П. Лякишев, М. П. Алымов, Российские нанотехнологии, № 1–2: 71 (2006).
  11. П. Гленсдорф, И. Пригожин, Термическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций (Москва: Мир: 1973).
  12. В. А. Поздняков, А. М. Глезер, Физика твердого тела, 44, № 4: 705 (2002).
  13. K. S. B. Rose and S. G. Glever, Acta Metall., 14: 1505 (1966). Crossref
  14. A. M. Brown and M. F. Ashby, Scripta Metall., 14, No. 12: 1297 (1980). Crossref
  15. D. Sherby, R. H. Klundt, and A. K. Miller, Metallurg. Trans. A, 8: 843 (1977).
  16. В. Г. Ткаченко, Наноструктурное материаловедение, № 4: 61 (2012).
  17. Р. И. Кузнецов, В. А. Павлов, Физ. мет. металловед., 25, № 5: 934 (1968).
  18. V. I. Dotsenko, phys. stat. sol. (b), 93: 11 (1979).
  19. Г. П. Почивалова, Релаксация напряжения и усталость поликристаллов ГЦК сплавов в области микропластической деформации (Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук) (Томск: Томский государственный университет: 1987).
  20. K. Lucke and A. V. Granato, Phys. Rev. B, 24, No. 12: 6991 (1981). Crossref
  21. Л. А. Шувалов, Современная кристаллография (Москва: Наука: 1981), т. 4.
  22. А. Ивенс, Р. Роулингс, Термически активированные процессы в кристаллах: Сборник (ред. А. Н. Орлов) (Москва: Мир: 1973), с. 172.
  23. V. G. Tkachenko, K. H. Kim, B. G. Moon, and A. S. Vovchok, J. Mater. Sci., 46, No. 14: 4880 (2011). Crossref
  24. M. Kheilova and M. Strunc, J. Non-Equilib. Thermod., 20, No. 1: 19 (1995).
  25. J. C. M. Li, Canadian J. Phys., 45: 493 (1967). Crossref
  26. R. W. Hayes and W. C. Hayes, Acta Metall., 30, No. 7: 1295 (1982). Crossref
  27. H. Yoshinaga and S. A. Morozumi, Phil. Mag., 23: 1351 (1971). Crossref
  28. R. E. Reed-Hill, Techniques of Metals Research (Ed. R. F. Bunshah) (New York: Interscience: 1968), vol. 2, p. 257.
  29. D. H. Sastry, Y. V. R. K. Prasad, and K. I. Vasu, J. Mater. Sci., 6: 332 (1971). Crossref
  30. H. Conrad and W. Hayes, Trans. ASM, 56: 249 (1963).
  31. J. Glen, J. Iron Steel Inst., 186: 21 (1957).
  32. R. E. Reed-Hill, Physical Metallurgy Principles (2nd ed.) (New York: D. Van Nostrand Company: 1973).
  33. I. C. Ritchie, Scripta Metall., 16: 249 (1982). Crossref
  34. В. Г. Ткаченко, К. Ч. Ким, Б. Г. Мун, А. И. Дегтяр, О. П. Карасевская, А. С. Вовчок, Успехи физики металлов, 11, № 2: 249 (2010). Crossref
  35. О. В. Овсянніков, Особливості деформації та руйнування перехідних ОЦК металів у нанооб’ємі (Дисер. … канд. фіз.-мат. наук) (Київ: Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України: 2006).
  36. О. Д. Канчеев, Металлы, № 3: 144 (1983).
  37. К. А. Осипов, С. Г. Федотов, Изв. АН СССР, № 2: 96 (1956).
  38. C. A. Schuh, A. S. Argon, T. G. Niex, and J. Wadsworth, Phil. Mag., 83, No. 22: 2585 (2003). Crossref
  39. H. Yoshida, K. Toma, K. Abe, and S. Morozumi, Phil. Mag., 23, No. 186: 1387 (1971). Crossref
  40. Б. А. Колачев, А. В. Мальков, Физические основы разрушения титана (Москва: Металургия: 1983).
  41. H. Conrad, Canadian J. Phys., 45: 581 (1967). Crossref
Цитируется (1)
  1. V. V. Kurylyak and G. I. Khimicheva, Usp. Fiz. Met. 18, 155 (2017).

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»