Условия и механизм формирования наноразмерных областей разориентации в металлах при большой и интенсивной пластической деформации

Глезер А.М.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ СТАДИЙНОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Институт металловедения и физики металлов ГНЦ ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, Москва [e-mail]

Как хорошо известно, естествознание рассматривает три масштабных уровня материального мира: МИКРОмир (масштаб отдельных атомов и молекул), МАКРО- мир (масштаб человеческого восприятия мира: метр, килограмм, секунда) и МЕГА- мир (астрономический масштаб). Существует прямая аналогия между описанными выше масштабными уровнями организации материи и уровнями пластической де- формации. В самом деле, хорошо известен процесс МИКРОпластической деформа- ции, наблюдающийся до достижения значения макроскопического предела текуче- сти, и процесс МАКРОпластической деформации, реализующийся при напряжениях выше предела текучести. Таким образом, продолжая отмеченную аналогию, следу- ет называть очень большую пластическую деформацию МЕГАпластической дефор- мацией (МПД), что отвечает общей логике развития любого материального явле- ния.

С легкой руки пионеров в области изучения сверхвысоких пластических де- формаций подобную пластическую деформацию, при которой значение истинной пластичности e имеет значения свыше 1 и может достигать значений 9–10, в оте- чественной литературе называют интенсивной пластической деформацией. Этот термин представляется нам неудачным, поскольку под интенсивными в природе понимаются процессы, идущие с высокой скоростью. Известно, что скорость «ин- тенсивной» (мегапластической) деформации находится, как правило, в пределах 10-1 – 101 сек-1, то есть в области между статическими и динамическими скоростя- ми деформации, соответствующими, например, обычной прокатке.

С единых позиций рассмотрены микропластическая, макропластическая и мегапластическая деформации как этапы единого процесса пластического формо- изменения твердых тел. Показано, что в процессе МПД обязательно должны быть эффективно реализованы дополнительные каналы диссипации упругой энергии и что структурные изменения при МПД характеризуются определенной циклично- стью. Граница существования МПД определена как граница действия одного из мощных каналов диссипации упругой энергии (динамическая рекристаллизация, дисклинационные перестройки, фазовые превращения (включая переход в аморф- ное состояние) и выделение скрытой теплоты деформационного происхождения). При обычных (макропластических) деформациях происходит накопление упругой энергии, и лишь на стадии МПД включаются мощные диссипативные процессы.

В случае аморфизации признаком перехода в область МПД может служить появление в структуре микрообластей аморфной фазы. Если действуют одновре- менно несколько вышеупомянутых каналов диссипации (относительно редкий случай), то граничное значение деформации соответствует появлению первому из них. Конкретный маршрут структурных перестроек при МПД определяется рядом факторов: температурой, величиной барьера Пайерлса дислокаций и их способно- стью к диффузионным перестройкам, разностью свободных энергий кристалличе- ского и аморфного состояний. Подчеркнуто, что одним из способов реализации МПД является сверхпластичность.

Дата добавления: 2017-01-14