Выпуски УФМ »  Том 19, выпуск 4

Упругопластический инвариант деформации металлов

Л. Б. Зуев, С. А. Баранникова, А. Г. Лунев

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, просп. Академический, 2/4, 634055 Томск, РФ

Получена: 21.05.2018; окончательный вариант - 14.10.2018. Скачать: PDF

Рассматривается основная характеристика развития локализованного пластического течения, — упругопластический инвариант деформации, — на примере деформации девятнадцати различных металлов. Показано, что распределение экспериментально получаемых значений инварианта подчиняется нормальному закону распределения. Рассматривается природа инварианта и её следствия, которые описывают наиболее важные закономерности развития локализованного пластического течения. Установлено, что из уравнения инварианта могут быть получены основные характеристики автоволновых процессов развития локализованной пластичности, например, скорость и дисперсия автоволн. Могут быть рассчитаны соотношения между масштабами развития локализованной пластичности, а также зависимость длины автоволны от структурных параметров материала. Установлена связь измеряемой величины инварианта с положением исследуемого металла в Периодической системе элементов (Менделеева)..

Ключевые слова: металл, деформация, пластичность, структура, локализация, упрочнение, автоволны, дислокации.

PACS: 05.45.Df, 05.70.Ln, 46.35.+z, 62.20.F-, 62.20.fq, 62.30.+d, 81.40.Lm, 83.50.-v, 83.60.-a

Citation: L. B. Zuev, S. A. Barannikova, and A. G. Lunev, Elastoplastic Strain Invariant of Metals, Usp. Fiz. Met., 19, No. 4: 379—417 (2018) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.19.04.379

Цитированная литература (88)  
  1. Л. Б. Зуев, В. И. Данилов, С. А. Баранникова, Физика макролокализации пластического течения (Новосибирск: Наука: 2008).
  2. Л. Б. Зуев, В. И. Данилов, Б. С. Семухин, Успехи физ. мет., 3, № 3: 237 (2002). Crossref
  3. В. И. Данилов, Л. Б. Зуев, Успехи физ. мет., 9, № 4: 371 (2008). Crossref
  4. Л. Б. Зуев, Успехи физ. мет., 16, № 1: 35 (2015). Crossref
  5. Ю. В. Мильман, И. В. Гончарова, Успехи. физ. мет., 18, № 3: 265 (2017). Crossref
  6. Ю. В. Мильман, С. И. Чугунова, И. В. Гончарова, А. А. Голубенко, Успехи физ. мет., 19, № 3: 271 (2018). Crossref
  7. А. И. Олемской, А. А. Кацнельсон, Синергетика конденсированной среды (Москва: УРСС: 2003).
  8. A. Seeger and W. Frank, Solid State Phenomena, 3–4: 125 (1988). Crossref
  9. В. А. Давыдов, В. С. Зыков, А. С. Михайлов, Успехи физ. наук, 161, № 8: 45 (1991). Crossref
  10. V. A. Davydov, N. V. Davydov, V. G. Morozov, M. N. Stolyarov, and T. Yamaguchi, Cond. Mat. Phys., 7, No. 3: 565 (2004). Crossref
  11. L. B. Zuev, V. I. Danilov, S. A. Barannikova, and V. V. Gorbatenko, Phys. Wave Phenom., 17, No. 1: 66 (2009). Crossref
  12. L. B. Zuev, Phys. Wave Phenom., 20, No. 3: 166 (2012). Crossref
  13. L. B. Zuev, V. V. Gorbatenko, and K. V. Pavlichev, Meas. Sci. Technol., 21, No. 5: 054014: 1 (2010). Crossref
  14. A. Acharia, A. Beaudoin, and R. Miller, Mathemat. Mechan. Solids, 13, Nos. 3–4: 292 (2008). Crossref
  15. C. Fressengeas, A. Beaudoin, and D. Entemeyer, Phys. Rev. B, 79, No. 1: 014108 (2009). Crossref
  16. M. A. Lebyodkin, N. P. Kobelev, and Y. Bougherira, Acta Mater., 60, No. 9: 3729 (2012). Crossref
  17. Т. В. Третьякова, В. Э. Вильдеман, Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов (Москва: Физматлит: 2017).
  18. О. А. Плехов,N. Saintier, О. Б. Наймарк, Журнал технической физики, 77, № 9: 135 (2007). Crossref
  19. О. А. Плехов, Журнал технической физики, 81, № 2: 144 (2011). Crossref
  20. U. Messerschmidt, Dislocation Dynamics during Plastic Deformation (Berlin: Springer: 2010). Crossref
  21. J. Pelleg, Mechanical Properties of Materials (Dordrecht: Springer: 2013). Crossref
  22. V. A. Tatarenko, S. M. Bokoch, V. M. Nadutov, T. M. Radchenko, and Y. B. Park, Defect Diffus. Forum, 280–281: 29 (2008). Crossref
  23. T. M. Radchenko and V. A. Tatarenko, Defect Diffus. Forum, 273: 525 (2008). Crossref
  24. T. M. Radchenko, V. A. Tatarenko, H. Zapolsky, and D. Blavette, J. Alloys Compd., 452, No. 1: 122 (2008). Crossref
  25. T. M. Radchenko, V. A. Tatarenko, and H. Zapolsky, Solid State Phenom., 138: 283 (2008). Crossref
  26. R. E. Newnham, Properties of Materials (Oxford: University Press: 2005).
  27. D. Caillard and J. L. Martin, Thermally Activated Mechanisms in Crystal Plasticity (Amsterdam: Elsevier Science: 2003).
  28. М. Н. Степнов, Вероятностные методы оценки характеристик механических свойств материалов (Новосибирск: Наука, 2005).
  29. L. B. Zuev, Annalen der Physik, 10, Nos. 11–12: 965 (2001). Crossref
  30. L. B. Zuev, Annalen der Physik, 16, No. 4: 286 (2007). Crossref
  31. В. К. Григорович, Периодический закон Менделеева и электронное строение металлов (Москва: Наука: 1966).
  32. Э. В. Шпольский, Атомная физика. Т. 1. Введение в атомную физику (Москва: Лань: 2010).
  33. L. B. Zuev, Int. J. Solids Struct., 42, Nos. 3–4: 943 (2005). Crossref
  34. М. И. Каганов, В. Я. Кравченко, В. Д. Нацик, Успехи физ. наук, 111, № 12: 655 (1973). Crossref
  35. Л. И. Миркин, Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов (Москва: ГИФМЛ: 1961).
  36. А. М. Косевич, А. С. Ковалев, Введение в нелинейную физическую механику (Киев: Наукова думка: 1989).
  37. Э. Скотт, Нелинейная наука. Рождение и развитие когерентных структур (Москва: Физматлит: 2007).
  38. Ю. Л. Климонтович, Введение в физику открытых систем (Москва: Янус-К: 2002).
  39. Л. Б. Зуев, Письма в ЖТФ, 31, № 3: 1 (2005). Crossref
  40. Ю. Б. Румер, М. Ш. Рывкин, Термодинамика, статистическая физика и кинетика (Новосибирск: Изд-во НГУ: 2000).
  41. А. И. Слуцкер, Физ. тверд. тела, 47, № 5: 777 (2005). Crossref
  42. F. R. N. Nabarro, Strength of Metals and Alloys (Oxford: Pergamon Press: 1986).
  43. С. Л. Соболев, Успехи физ. наук, 161, № 3: 5 (1991).
  44. Л. С. Полак, А. С. Михайлов, Самоорганизация в неравновесных физико-химических системах (Москва: Наука: 1983).
  45. Г. Р. Иваницкий, Успехи физ. наук, 187, № 7: 757 (2017). Crossref
  46. Б. Б. Кадомцев, Динамика и информация (Москва: Редакция УФН: 1997).
  47. M. C. Cross and P. C. Hohenberg, Rev. Mod. Phys., 65, No. 3: 851 (1993). Crossref
  48. Л. Б. Зуев, Металлофиз. новейшие технол., 16, № 10: 31 (1994).
  49. Л. Б. Зуев, Металлофиз. новейшие технол.,18, № 5: 55 (1996).
  50. Л. Б. Зуев, В. И. Данилов, В. В. Горбатенко, Журнал технической физики, 65, № 5: 91 (1995).
  51. R. V. Williams, Acoustic Emission (Bristol: Adam Hilger: 1980).
  52. Г. А. Малыгин, Физ. тверд. тела, 42, № 1: 69 (2000). Crossref
  53. Д. С. Чернавский, Синергетика и информация. Динамическая теория информации (Москва: УРСС: 2004).
  54. С. А. Баранникова, Письма в Журнал технической физики, 30, № 8: 75 (2004). Crossref
  55. Л. Б. Зуев, Б. С. Семухин, К. И. Бушмелева, Н. В. Зариковская, Физ. мет. металловед., 89, № 4: 111 (2000).
  56. Дж. Мэрди, Математическое моделирование (Москва: Мир: 1979) (пер. с англ.).
  57. Л. Б. Зуев, Н. В. Зариковская, М. А. Федосова, Журнал технической физики, 80, № 9: 68 (2010). Crossref
  58. Л. Б. Зуев, Н. В. Зариковская, С. А. Баранникова, Г. В. Шляхова, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 1: 113 (2013).
  59. Ж. Фридель, Дислокации (Москва: Мир: 1967) (пер. с англ).
  60. Дж. Хирт, И. Лоте, Теория дислокаций (Москва: Атомиздат: 1972).
  61. M. Zaiser and A. Seeger, Dislocations in Solids (Amsterdam: Elsevier: 2002).
  62. L. B. Zuev and V. I. Danilov, Phil. Mag. A, 79, No. 1: 43 (1999). Crossref
  63. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Гидродинамика (Москва: Наука: 1988).
  64. M. Zaiser and E. C. Aifantis, Int. J. Plasticity, 22, No. 8: 1432 (2006). Crossref
  65. Г. А. Малыгин, Успехи физ. наук, 181, № 11: 1129 (2011). Crossref
  66. А. Н. Колмогоров, И. Г. Петровский, Н. С. Пискунов, Бюлл. МГУ. Сер. А. Математ. и механ.,1, № 1: 6 (1937).
  67. Е. Ф. Мищенко, В. А. Садовничий, А. Ю. Колесов, Н. Х. Розов, Автоволновые процессы в нелинейных средах с диффузией (Москва: Физматлит: 2010).
  68. В. А. Васильев, Ю. М. Романовский, В. Г. Яхно, Автоволновые процессы (Москва: Наука: 1987).
  69. J. J. Gilman, J. Appl. Phys., 36, No. 9: 2772 (1965). Crossref
  70. Л. Б. Зуев, Известия РАН. Сер. физич., 78, № 10: 957 (2014).
  71. Р. Хилл, Математическая теория пластичности (Москва: ГИТТЛ: 1956) (пер. с анл.).
  72. А. В. Порубов, Локализация нелинейных волн деформации (Москва: Физматлит: 2009).
  73. L. B. Zuev and B. S. Semukhin, Phil. Mag. A, 82, No. 6: 1183 (2002). Crossref
  74. K. Otsuka and K. Shimizu, Int. Met. Rev., 31, No. 3: 93 (1986). Crossref
  75. Э. М. Надгорный, Несовершенства кристаллического строения и мартенситные превращения (Москва: Наука: 1972).
  76. Т. Судзуки. Х. Ёсинага, С. Такеути, Динамика дислокаций и пластичность (Москва: Мир: 1989). Crossref
  77. V. I. Alshits and V. L. Indenbom, Dislocations in Solids, Vol. 12 (Ed. F. R. N. Nabarro and J. P. Hirth) (Amsterdam: Elsevier: 2004).
  78. С. А. Баранникова, М. В. Надежкин, Л. Б. Зуев, Физ. тверд. тела, 52, № 7: 1291 (2010). Crossref
  79. С. А. Баранникова, М. В. Надежкин, Л. Б. Зуев, Письма в ЖТФ, 37, № 16: 15 (2011). Crossref
  80. Л. Б. Зуев, С. А. Баранникова, М. В. Надежкин, В. В. Горбатенко, Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 1: 49 (2014). Crossref
  81. Л. Б. Зуев, С. А. Баранникова, В. И. Данилов, Кристаллография, 54, № 6: 1063 (2009). Crossref
  82. Л. Б. Зуев, С. А. Баранникова, Металлофиз. новейшие технол., 31, № 5: 711 (2009).
  83. L. B. Zuev and S. A. Barannikova, Int. J. Mech. Sci., 88, No. 12: 1 (2014). Crossref
  84. P. Hähner, Appl. Phys. A, 58, No. 4: 41 (1994). Crossref
  85. E. C. Aifantis, Acta Mech., 225, Nos. 4–5: 999 (2014). Crossref
  86. D. Caillard, Acta Mater., 58, No. 9: 3493 (2010). Crossref
  87. Э. В. Козлов, В. А. Старенченко, Н. А. Конева, Металлы, № 5:152 (1993).
  88. Б. А. Мовчан, С. А. Фирстов, Ю. Ф. Луговской, Структура, прочность и сопротивление усталости микрокристаллических и микрослойных материалов (Киев: Наукова думка: 2015).

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»