Исследование влияния различных механизмов и процессов пластической деформации скольжения на деформационное упрочнение гетерофазных материалов с недеформируемыми частицами

О.И. Данейко, Т.А. Ковалевская, С.Н. Колупаева, Е.В. Комарь (Томск)

Дисперсно-упрочненные сплавы занимают значимое место среди высокопрочных материалов современной техники. Введение в материал дисперсной недеформируемой упрочняющей фазы ведет к существенному усложнению объекта моделирования. Взаимодействие дислокаций с частицами в процессе пластической деформации, помимо упрочняющего эффекта, приводит к появлению ряда новых элементов дислокационной структуры (кольца Орована, призматические петли, дипольные конфигурации). Между этими структурными элементами в ходе деформации и последующих релаксационных процессов возможны взаимные превращения. При этом характер и результат взаимодействий элементов дислокационной структуры с частицами может меняться с изменением соотношений масштабных характеристик упрочняющей фазы (размеры, форма частиц, расстояния между частицами).

Для исследования роли различных механизмов и процессов пластической деформации используется математическая модель, сформулированная на основе атомно-дислокационной интерпретации концепции упрочнения и отдыха. Модель включает уравнения баланса сдвигообразующих дислокаций, вакансионных и межузельных призматических петель, дислокаций в дипольных конфигурациях вакансионного и межузельного типа, вакансий, бивакансий и межузельных атомов, а также уравнение, связывающее скорость деформации с характеристиками дефектной структуры и внешнего воздействия.

Показано, что для гетерофазных материалов с недеформируемыми частицами существует некоторая критическая плотность дислокаций, определяемая масштабными характеристиками упрочняющей фазы, при превышении которой качественно изменяется характер дефектной структуры зоны сдвига. В условиях докритической плотности дислокаций основными элементами дислокационной подсистемы являются сдвигообразующие дислокации и призматические петли. В закритической области к ним добавляются дипольные дислокационные конфигурации.

Проведено исследование влияния масштабных характеристик упрочняющей фазы, внешнего воздействия, исходного состояния дефектной подсистемы и различных механизмов генерации и аннигиляции дефектов на кривые деформационного упрочнения и эволюцию составляющих деформационной дефектной подсистемы гцк монокристаллов гетерофазных материалов в условиях деформации с постоянной скоростью деформирования.