Математическое моделирование процессов пластической деформации скольжения и эволюции дефектной среды в ГЦК материалах

• Автор: Колупаева, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 522 с. : ил.

1. ДИСЛОКАЦИОННАЯ ДИНАМИКА ЭЛЕМЕНТАРНОГО СКОЛЬЖЕНИЯ И ф ФОРМИРОВАНИЕ ЗОНЫ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО СДВИГА В

Г.Ц.К. МОНОКРИСТАЛЛАХ

1Л. Структурные уровни пластической деформации скольжения

сдвига как основной структурный элемент пластической деформации скольжения

1.1.1. Пластическая деформации скольжения в г.ц.к. материалах. Зона кристаллографического сдвига
1.1.2. Особенности формирования зоны кристаллографического сдвига в дисперсно-упрочненных материалах

1.1.3. Величина локализации деформации в зоне кристаллографического сдвига

1.2. Дислокационная динамика планарного кристаллографического скольжения

ф 1.2.1. Сопротивление движению дислокаций в кристаллах. Динамика

дислокаций

1.2.2. Уравнение динамики замкнутой дислокации, связанной с

элементарным скольжением
1.3. Динамика формирования зоны кристаллографического сдвига
1.3.1. Влияние различных механизмов сопротивления движению дислокаций на динамику формирования зоны сдвига
1.3.2. Движение дислокаций при формировании зоны сдвига
1.3.3. Динамическая локализация скольжения в зоне сдвига
ф 1.3.4. Характерные времена формирования зоны сдвига
1.3.5. Динамика винтовой и краевой дислокаций и производство
точечных дефектов
1.4. Совместное движение последовательно испущенных источником дислокаций с учетом сил взаимодействия между ними

1.5. Динамика аннигиляции дислокационной петли
1.6. Математическое моделирование динамики приповерхностных
дислокаций
1.6.1. Дислокационная динамика призматического скольжения
ф 1.6.2. Динамика приповерхностных дислокаций при ионной
имплантации
Основные результаты и выводы по разделу
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ И ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ В ГЦК МАТЕРИАЛАХ
2.1. Выбор концептуальной модели и структуры математической модели пластической деформации скольжения
2.1.1. Математические модели пластической деформации, основанные на уравнениях баланса деформационных дефектов
2.1.2. Концептуальная модель, выбор переменных. Общая структура математической модели пластической деформации скольжения
2.2. Математические модели процессов генерации и аннигиляции деформационных дефектов
ф 2.2.1. Интенсивность генерации деформационных дефектов при
формировании зоны кристаллографического сдвига
2.2.1.1. Интенсивность генерации сдвигообразующих дислокаций при формировании зоны сдвига
2.2.1.2. Интенсивность генерации дипольных дислокационных конфигураций при образовании зоны сдвига
2.2.1.3. Интенсивность генерации точечных дефектов при пластической деформации
2.2.1.4. Генерация призматических дислокационных петель у
к частиц в дисперсно-упрочненных материалах
2.2.2. Математическое моделирование процессов аннигиляции
деформационных дефектов
2.2.2.1. Математическое моделирование аннигиляции точечных
дефектов

22.2.2. Механизмы аннигиляции дислокаций
2.3. Система дифференциальных уравнений баланса деформационных дефектов
2.4. Скорость пластической деформации скольжения
ф 2.5. Математические модели однородной пластической деформации
скольжения в г.ц.к. материалах
Основные результаты по разделу
3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ, ПРОЦЕССОВ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ В Г.Ц.К. МЕТАЛЛАХ
3.1. Исследование влияния различных механизмов аннигиляции дислокаций
на закономерности деформации скольжения в г.ц.к. металлах
3.2. Пластическая деформация скольжения в условиях одноосной деформации
с постоянной скоростью деформирования
3.3. Деформация г.ц.к. монокристаллов при различных приложенных воздействиях
Основные результаты и выводы по разделу
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ Ф ДЕФОРМАЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ДЕФОРМАЦИОННОЙ
ДЕФЕКТНОЙ ПОДСИСТЕМЫ В ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫХ МАТЕРИАЛАХ С НЕКОГЕРЕНТНОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗОЙ
4.1. Роль различных механизмов и процессов генерации и аннигиляции деформационных дефектов
4.2. Влияние характеристик дисперсно-упрочненного материала и условий деформирования на закономерности пластической деформации
Основные результаты и выводы по разделу
5. ЭВОЛЮЦИЯ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ДЕФЕКТНОЙ ПОДСИСТЕМЫ Г.Ц.К.
% МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИЯХ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
5.1. Эволюция дислокационной подсистемы в г.ц.к. металлах при различных
деформирующих воздействиях
5.1.1. Эволюция дислокационной подсистемы при статической
деформации
(zst^ можно определить как сумму (^s,^ = Р(^,) +P2(^2si), где Р и р2 - весовые
множители для заблокированных старых и возникающих при дислокационных реакциях новых сегментов-источников. Для г.ц.к. материалов pi=0,99 и р2=0,01 [29]. Поскольку р1р2~10г, величина xst определяется в основном вкладом дислокационных
механизмов блокировки
Принимая диаметр зоны сдвига равным [12, 13] D = 4я2а(ае^Лр^2)-1 -
множитель Смоллмена, £,=р/ /р, ру - число дислокаций некомпланарных систем, пересекающих единицу площади плоскости скольжения, ßr - доля реагирующих дислокаций леса; ае - геометрический фактор [7]), из выражения (1.1.2) можно оценить среднее число дислокационных петель, осуществляющих скольжение в зоне сдвига, как (л) = 4л3а(а^}(1-v)(ae4ßr(2-v))_1. Средняя величина сдвига в зоне и, следовательно, средняя высота ступеньки скольжения на поверхности кристалла, нормальной вектору Бюргерса, равна (А) = (n)b - (1-v)4n3a (а^}А(ае£Д,.(2-у))_|.
При ßr =0,1... 0,2 [12,13]; а=0,5;£=0,5; ае =0,5, находим {/г} = 120...240А [185].
Следы скольжения, связанные с действием источников, возникших в процессе деформации в результате междислокационных реакций, отличаются в среднем несколько меньшей локализацией сдвига в следе, чем при дислокационной разблокировке источника. В последнем случае средняя величина сдвига в зоне равна [29, 185]
(/2l) = (l-v)4K3a(a(;f))ö[(a^ß,)(2-v) ]~1. При тех же значениях параметров
(А,) »115 А . Для источников-соединений, возникающих в ходе деформации, средняя величина сдвига в зоне равна (А2) = (1- v)4rc3a/a^^A[ аефг(2 -v) ]-1, что соответствует (А,) « 90 А.
Наиболее тонкий след скольжения возникает в результате разблокировки дислокационного источника, содержавшего до своего старта избыточный порог. В этом
случае » 0,07 [29, 185] и min А = 80 А.
Максимальные величины сдвига для рассматриваемых двух причин локализации скольжения в зоне равны соответственно при = аг »0,3 [13, 230] (а,