Особенности высокоскоростного деформирования металлов, содержащих дислокационные петли

ОСОБЕННОСТИ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ДИСЛОКАЦИОННЫЕ ПЕТЛИ 

Донецк, Украина

Пластические свойства кристаллов в значительной степени определяются особенностями движения дислокаций – линейных дефектов кристаллической структуры – и их взаимодействием с другими структурными дефектами, причем различные виды обработки металлов довольно часто приводят к возникновению в них дислокационных петель [1-7].

Для возникновения эффекта сухого трения в кристаллах, содержащих дислокационные петли, существенным является наличие и величина спектральной щели в спектре дислокационных колебаний, происхождение же этой щели принципиального значения не имеет. Она может возникнуть в результате коллективного воздействия дефектов, взаимодействия дислокаций между собой или с поверхностью кристалла.

Обобщая все рассмотренные выше случаи, приходим к выводу, что возникающую в них силу торможения типа сухого трения можно приближенно представить в виде

; (1)

Здесь – модуль сдвига, – коэффициент Пуассона, а – радиус петли, – ее вектор Бюргерса, – объемная концентрация петель, – характерный масштаб взаимодействия, порождающего спектральную щель. Если щель возникает в результате коллективного взаимодействия точечных дефектов с дислокацией, имеет смысл среднего расстояния между дефектами (), если причиной появления щели является взаимодействие дислокаций, образующих подвижную пару, это расстояние между дислокациями (), если же она появляется в результате действия сил изображения, то характерным масштабом является расстояние между поверхностью и плоскостью дислокационного скольжения ().

Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод, что появление щели в спектре дислокационных колебаний приводит к тому, что динамическое торможение краевых дислокаций призматическими дислокационными петлями приобретает характер сухого трения, величина которого определяется концентрацией и размерами дислокационных петель и характерным масштабом взаимодействия, порождающего спектральную щель. Это в свою очередь может привести к появлению при определенных условиях специфических особенностей зависимости скорости деформации от величины деформирующего напряжения.

Литература

1. R. Novokshanov, S. Roberts. 3D Dislocation dynamics modeling of interactions between prismatic loops and mobile dislocations in pure iro. J. Nuclear Mat. 2009, Vol. 386, № 4, Р. 64–66.

2. . Возможный механизм динамического торможения дислокаций в металлах на стадии легкого скольжения. Кристаллографя. 2009, Т. 54, № 2, С. 312-315.

3. В. В. Малашенко. Влияние коллективных эффектов на характер динамического поведения одиночной краевой дислокации в кристалле с точечными дефектами. ФТТ. 2007, Т.49, №1, С.78-82.

4. . Ориентационный эффект динамического взаимодействия круговых дислокационных петель с движущейся краевой дислокацией. ФТТ. 2008. Т. 50, № 10. С. 1788–1792.

5. V. V. Malashenko. Dynamic drag of edge dislocation by circular prismatic loops and point defects. Physica B: Phys. Cond. Mat. 2009, Vol. 404, № 21, Р. 3890–3893.

6. В.В. Малашенко. Эффект динамической блокировки влияния поверхностных точечных дефектов на скольжение краевых дислокаций, ФТТ. – 2009. – Т. 51, № 4. – С. 703–705.

7. V. V. Malashenko Dynamic drag of dislocation by point defects in near-surface crystal layer / V. V. Malashenko // Modern Рhys. Lett. B. – 2009. – Vol. 23, № 16. – Р. 2041–2047.