Энергия, выделяемая в чистых металлах при деформации кручения под высоким давлением

Получена: 07 февраля 2019; Исправлена: 21 февраля 2019; Принята: 22 февраля 2019
Цитирование: А.П. Жиляев. Энергия, выделяемая в чистых металлах при деформации кручения под высоким давлением. Письма о материалах. 2019. Т.9. №1. С.142-146
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-1-142-146

Аннотация

Прирост температуры в зависимости от времени (числа оборотов) КГД деформации для (a) ГЦК (Al, Cu, Ni) и (b) ГПУ (Zn, Ti, Zr) металлов.В работе обсуждаются проблема оценки энергии, выделяемой при пластической деформации чистых металлов методом кручения под высоким давлением (КГД). Работа, совершенная при пластической деформации кручением под высоким давлением, предполагает значительный разогрев образца. Однако, измерения с помощью термопар, расположенных вблизи зоны деформации, показывают повышение температуры в пределах 5-50 градусов. В качестве примера был выбран чистый никель, для которого имеются экспериментальные данные по кинетике образования вакансий и дислокаций в процессе кручения под высоким давлением и данные по измельчению микроструктуры в процессе КГД. Установлено, что количество теплоты, затраченной на разогрев массивных наковален, было бы достаточно для испарения никелевого диска. Также оценена энергия образования дефектов кристаллической структуры (вакансий, дислокаций и большеугловых границ зерен) в никеле, подвергнутом деформации кручением под высоким давлением. Представлено корректное уравнение для расчета величины эквивалентной деформации при простом сдвиге. Показано, что данный расчет ведет к хорошему согласованию значений пластической энергии и работы, затраченной на формирование дефектной структуры и нагрев системы образец-наковальни. Использование уравнения фон Мизеса для расчетов приводит к значению работы, совершенной в ходе пластической деформации кручением, на два порядка превышающему верхнюю оценку величины энергии, затраченной на нагрев наковален и образование дефектов (вакансий, дислокаций и новых границ зерен) кристаллической решетки. Предложена асимптотическое уравнение для расчета значения эквивалентной деформаций для малых (<1) и больших (>2) степеней сдвиговой деформации.

Ссылки (20)

1. R. Z. Valiev, A. V. Korznikov, R. R. Mulyukov. Mater. Sci. Eng. A. 168, 141 (1993). Crossref
2. R. Z. Valiev, A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Bulk nanostructured materials: Fundamentals and applications. New Jersey, Wiley & Sons (2014) 450 p.
3. R. Z. Valiev, T. G. Langdon. Progr. Mater. Sci. 51, 881 (2006). Crossref
4. А. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Progr. Mater. Sci. 53, 893 (2008). Crossref
5. A. Gimazov, A. Zhilyaev. Let. Mater. 6, 237 (2016). (in Russian) [А. А. Гимазов, А. П. Жиляев. Письма о материалах. 6, 237 (2016).]. Crossref
6. A. P. Zhilyaev, G. V. Nurislamova, B. K. Kim, M. D. Baró, J. A. Szpunar, T. G. Langdon. Acta Mater. 51, 753 (2003). Crossref
7. A. A. Mukhametgalina, A. A. Samigullina, S. N. Sergeyev, A. P. Zhilyaev, A. A. Nazarov, Y. R. Zagidullina, N. Y. Parkhimovich, V. V. Rubanik, Y. V. Tsarenko. Let. Mater. 7, 85 (2017). (in Russian) [А. А. Мухаметгалина, А. А. Самигуллина, С. Н. Сергеев, А. П. Жиляев, А. А. Назаров, Ю. Р. Загидуллина, Н. Ю. Пархимович, В. В. Рубаник, Ю. В. Царенко. Письма о материалах. 7, 85 (2017).]. Crossref
8. A. P. Zhilyaev, V. A. Popov, A. R. Sharafutdinov, V. N. Danilenko. Let. Mater. 1, 203 (2011).(in Russian) [А. П. Жиляев, В. А. Попов, А. Р. Шарафутдинов, В. Н. Даниленко. Письма о материалах. 1, 203 (2011).]. Crossref
9. M. T. Perez-Prado, A. Sharafutdinov, A. P. Zhilyaev. Mater. Let. 64, 211 (2010). Crossref
10. R. Z. Valiev, A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications. Saint-Petersburg, Eco-Vector (2017) 480 p. (in Russian) [Р. З. Валиев, А. П. Жиляев, Т. Дж. Лэнгдон. Объемные наноструктурные материала: фундаментальные основы и применения. Санкт-Петербург, Эко-вектор (2017) 480 с.].
11. D. Yamaguchi, Z. Horita, M. Nemoto, T. G. Langdon. Scripta Mater. 41, 791 (1999). Crossref
12. A. P. Zhilyaev, J. M. Garcıa-Infanta, F. Carreno, T. G. Langdon, O. A. Ruano. Scripta Mater. 57, 763 (2007). Crossref
13. Y. Todaka, M. Umemoto, A. Yamazaki, J. Sasaki, K. Tsuchiya. Mater. Trans. 49, 7 (2008). Crossref
14. K. Edalati, R. Miresmaeili, Z. Horita, H. Kanayama, R. Pippan. Mater. Sci. Eng. A. 528, 7301 (2011). Crossref
15. K. Edalati, Yu. Hashiguchi, P. H. R. Pereira, Z. Horita, T. G. Langdon. Mater. Sci. Eng. A. 714, 167 (2018). Crossref
16. А. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. IOP 2014 IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 63, 012052-1-012052-7 (2014). Crossref
17. E. A. Korznikova. Issledovaniye kontsentratsii vakansiy i plotnosti dislokatsiy v GTSK metallakh posle intensivnoy plasticheskoy deformatsii. Dissertacija na soiskanie stepeni kandidata tehnicheskih nauk. Ufa (2011) 140 p. (in Russian) [Исследование концентрации вакансий и плотности дислокаций в ГЦК металлах после интенсивной пластической деформации: дисс. канд. физ-мат наук. Уфа. 2011. 140 с.].
18. А. P. Zhilyaev, S. Lee, G. V. Nurislamova, R. Z. Valiev, T. G. Langdon. Scripta Mater. 44 (12), 2753 (2001). Crossref
19. S. Onaka. Phil. Mag. Let. 90, 633 (2010). Crossref
20. H. P. Stuwe. Adv Eng. Mater. 5 (3), 291 (2003). Crossref

Цитирования (3)

1.
A. Zhilyaev, A. Raab, G. Raab, I. Kodirov. Lett. Mater. 9(4s), 571 (2019). Crossref
2.
D. Gunderov, V. Astanin. Metals. 10(3), 415 (2020). Crossref
3.
D. Aksenov, R. Asfandiyarov, G. Raab, M. Baryshnikov. Lett. Mater. 11(1), 95 (2021). Crossref

Другие статьи на эту тему