Концентратори напружень у металевих матеріялах за умов всебічного стискання

П. Ю. Волосевич

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримана: 29.05.2018; остаточний варіант - 04.06.2018. Завантажити: PDF

У запропонованому моделю в термінах сучасних уявлень механіки і фізики твердого тіла та фізики металів розглядаються особливості поведінки дефектів моно- та полікристалічних станів металевих матеріялів в умовах всебічного гідростатичного стискання при наявності в них двох типів модельних концентраторів напружень — вилучення та втілення, які є аналогами більшости концентраторів, присутніх у реальних виробах. Демонструється послідовність процесів релаксації у вершинах концентраторів, зміна їх кількости та потужности, залежно від тиску та стійкости у зразках кулястої форми із зазначенням вірогідних критичних точок у досліджених станах матеріялів на осі тиску з визначенням відмінностей у темпах зростання та релаксації напружень у вершинах, що реґламентують дію відповідних механізмів. Критичні точки на осі тиску обмежують як в моно-, так і в полікристалічному станах інтервали сумісної дії вакансійного та дислокаційного механізмів пластичної релаксації з переходом за подальшого підвищення тиску до накопичення лише точкових дефектів втілення. Вони сприяють значному зростанню потенціяльної енергії атомів в умовах пружнього зменшення параметра кристалічної ґратниці, яке стається в найближчому оточенні концентратора втілення з темпом, що випереджає подібні зміни в разі його відсутности. Розглянуто особливості участі концентраторів у формуванні гідродинамічного стану матеріялів. Модель уможливлює пояснювати більшість експериментальних результатів, пов’язаних з поведінкою механічних властивостей матеріялів після їх оброблення тиском в умовах всебічного стискання, а також передбачає можливість формування нових структурних станів за умов швидкого зменшення тиску від певного критичного значення.

Ключові слова: концентратори напружень, всебічне стискання, вакансії, дислокації, гідродинамічний стан.

PACS: 61.72.Bb, 61.72.Ff, 61.72.J-, 61.72.Lk, 62.20.mt, 62.50.-p, 81.40.Vw, 83.50.Uv, 83.60.Uv

Citation: P. Yu. Volosevich, Stress Concentrators in Metal Materials in the Conditions of Uniform Compression, Usp. Fiz. Met., 19, No. 2: 223—250 (2018) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.19.02.223


Цитована література (34)  
  1. В. М. Финкель, Физика разрушения (Москва: Металлургия: 1970).
  2. Т. Екобори, Физика и механика разрушения и прочности твердых тел (Москва: Металлургия: 1971) (пер. с англ.).
  3. Г. Нейбер, Концентрация напряжений (Москва–Ленинград: Гостехиздат: 1947) (пер. с нем.).
  4. Г. В. Ужик, Прочность и пластичность металлов при низких температурах (Москва: Изд. АН СССР: 1957).
  5. Дж. Нотт, Основы механики разрушения (Москва: Металлургия: 1978) (пер. с англ.).
  6. Р. Хоникомб, Пластическая деформация металлов (Москва: Мир: 1972) (пер. с англ.).
  7. Ю. Я. Мешков, Физические основы разрушения стальных конструкций (Киев: Наукoва думка: 1981).
  8. В. В. Рыбин, А. Н. Орлов, В. Н. Перевезенцев, Границы зерен в металлах (Москва: Металлургия: 1980).
  9. П. Ю. Волосевич, Металлофиз. новейшие технол., 29, № 10: 1393 (2007).
  10. П. Ю. Волосевич, Збірник наукових праць 4-ї Міжнародної конференції «Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій» (23–27 червня 2009 р.) (Львів: Тз ОВ «Простір-М»), с. 93.
  11. П. Ю. Волосевич, Збірник наукових праць 5-ї Міжнародної конференції «Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій» (24–27 червня 2014 р.) (Львів: Тз ОВ «Простір-М»), с. 157.
  12. П. Ю. Волосевич, Успехи физ. мет., 12, № 3: 367 (2011). Crossref
  13. В. И. Зайцев, Физика пластичности гидростатически сжатых кристаллов (Киев: Наукова думка: 1983).
  14. В. И. Барбашов, Ю. Б. Ткаченко, ФТВД, № 2: 22 (1995).
  15. И. В. Гаврилин, Металлургия машиностроения, № 4: 10 (2002).
  16. И. В. Гаврилин, Плавление и кристаллизация металлов и сплавов (Владимир: Владимирский гос. университет: 2000).
  17. F. Decremps and L. Nataf, Phys. Rev. Let., 92, No. 15: 157204 (2004). Crossref
  18. P. Gorria, D. Martinez-Blanco, M. J. Perez, and J. A. Blanco, Phys. Rev. B, 80, No. 6: 06442 (2009). Crossref
  19. П. Ю. Волосевич, А. В. Шиян, Cталь, № 6: 58 (2015).
  20. V. M. Nadutov, D. L. Vashchuk, P. Yu. Volosevich, V. A. Beloshenko, V. Z. Spuskanyuk, and O. A. Davidenko, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 11, No. 3: 619 (2013).
  21. Л. И. Миркин, Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов (Москва: Гос. изд-во физ.-мат. литературы: 1961), с. 38.
  22. П. Ю. Волосевич, С. Є. Кондратюк, Металознавство та обробка металів, 1, № 77: 29 (2016).
  23. В. И. Засимчук, Е. Э. Засимчук, Ю. Г. Гордиенко, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 4: 445 (2014). Crossref
  24. C. Є. Кондратюк, Структуроутворення, спадковість і властивості литої сталі (Київ: Наукова думка: 2010).
  25. Р. З. Валиев, В. Г. Хайруллин, Физ. мет. металловед., 64, № 6: 1224 (1987).
  26. П. Ю. Волосевич, Металлофиз. новейшие технол., 18, № 10: 63 (1996).
  27. В. М. Косевич, В. М. Иевлев, Л. С. Палатник, А. И. Федоренко, Структура межкристаллитных и межзеренных границ (Москва: Металлургия: 1980).
  28. M. N. Voloshin, Abstracts of Conference ‘High Pressures’ (Kiev: 1989), vol. 4, p. 182.
  29. D. Č. Stefanović, M. Djuričić, V. Petrović, Z. Dukić, and M. M. Ristić, Abstracts of Conference ‘High Pressures’ (Kiev: 1989), vol. 2, p. 182.
  30. В. Ф. Терентьєв, Усталость металлических материалов (Москва: Наука: 2003).
  31. В. П. Бевз, В. Ф. Мазанко, А. В. Филатов, С. П. Ворона, Металлофиз. новейшие технол., 28, спецвыпуск: 271 (2006).
  32. О. М. Косевич, В. В. Токий, В. А. Стрельцов, Физ. мет. металловед., 45, № 6: 1135 (1978).
  33. Л. Б. Зуев, Успехи физ. мет., 16, № 1: 35 (2015). Crossref
  34. В. О. Харченко, І. О. Лисенко, О. М. Щокотова, А. І. Баштова, Д. О. Харченко, Ю. М. Овчаренко, С. В. Кохан, X. Wu, B. Wen, L. Wu, W. Zhang, Успехи физ. мет., 18, № 4: 295 (2017). Crossref