Анализ условий существования стабильных микротрещин в упругом поле напряжений от ротационно-сдвигового мезодефекта

С.В. Кириков, В.Н. Перевезенцев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 18 октября 2020; Исправлена: 13 ноября 2020; Принята: 13 декабря 2020
Цитирование: С.В. Кириков, В.Н. Перевезенцев. Анализ условий существования стабильных микротрещин в упругом поле напряжений от ротационно-сдвигового мезодефекта. Письма о материалах. 2021. Т.11. №1. С.50-54
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-1-50-54

Аннотация

Показаны зависимости критического значения мощности диполя дисклинаций от длины мезодефекта, полученные при различных значениях мощности планарного мезодефекта. Области параметров, при которых возможно существование стабильных трещин, для каждого из приведенных значений мощности планарного мезодефекта лежат выше соответствующих кривых.В ходе пластической деформации одновременно с процессом образования стыковых дисклинаций, представляющих собой линейные мезодефекты, на границах зёрен и фасетках границ возникают и планарные мезодефекты сдвигового типа, поля напряжения от которых могут существенно повлиять на ориентацию и характеристики формирующейся в стыке микротрещины. С использованием метода конфигурационной силы проведён анализ условий существования стабильных трещин в упругом поле комбинированного мезодефекта, представляющего собой суперпозицию диполя клиновых дисклинаций и планарного мезодефекта. В конфигурационном пространстве параметров рассматриваемой системы (мощности диполя дисклинаций и планарного мезодефекта, длина мезодефекта и угол, задающий ориентацию трещины) определены области значений параметров, при которых возможно появление таких трещин. Рассчитаны зависимости критической мощности дисклинационного диполя и длины зародышевой трещины в окрестности отрицательной дисклинации диполя, от длины мезодефекта при различных значениях мощности планарного мезодефекта. Предполагалось, что раскрытие трещины происходит в направлении, совпадающем с такой ориентацией, при которой длина зародышевой трещины при фиксированных значениях мощности диполя дисклинаций, мощности планарного мезодефекта и длины мезодефекта минимальна, и следовательно, минимальны энергетические затраты на ее создание. Сделан общий вывод о том, что мезодефекты сдвигового типа могут существенно облегчать зарождение микротрещин в окрестности стыковых дисклинаций. В области значений параметров, допускающих возможность существования стабильных трещин, с ростом мощности планарного мезодефекта длина зародышевой трещины уменьшается. Показано, что критическая длина трещины составляет десятые доли от длины дисклинационного диполя.

Ссылки (12)

1. V. V. Rybin. Large plastic deformations and destruction of metals. Moscow, Metallurgy (1986) 224 p. (in Russian) [В. В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов. Москва, Металлургия (1986) 224 с.].
2. V. V. Rybin, V. N. Perevezentsev, Y. V. Svirina. Phys. Metals Metallogr. 118 (12), 1171 (2017). Crossref
3. V. V. Rybin, I. M. Zhukovsky. Phys. Solid State. 20 (6), 1829 (1978). (in Russian) [В. В. Рыбин, И. М. Жуковский. ФТТ. 20 (6), 1829 (1978).].
4. M. S. Wu, K. Zhou, A. A. Nazarov. Phys. Rev. B. 76 (13), 134105 (2007). Crossref
5. G. F. Sarafanov, V. N. Perevezentsev. Def. and Fract. of Mat. 2, 2 (2016). (in Russian) [Г. Ф. Сарафанов, В. Н. Перевезенцев. Деформация и разрушения материалов. 2, 2 (2016).].
6. M. S. Wu. Int. J. Plast. 100, 142 (2018). Crossref
7. T. Wang, J. Luo, Z. Xiao, J. Chen. Eur. J. Mech. A. 28 (4), 688 (2009). Crossref
8. V. Rybin, V. Perevezentsev, S. Kirikov. Phys. Metals Metallogr. 119 (5), 421 (2018). Crossref
9. V. L. Indenbom. Phys. Solid State. 3, 2071 (1961). (in Russian) [В. Л. Инденбом. ФТТ. 3, 2071 (1961).].
10. G. F. Sarafanov, V. N. Perevezentsev, V. V. Rybin. Fundamentals of the kinetic theory of the formation of disoriented structures during plastic deformation of metals. N. Novgorod, Litera (2011) 359 p. (in Russian) [Г. Ф. Сарафанов, В. Н. Перевезенцев, В. В. Рыбин. Основы кинетической теории формирования разориентированных структур при пластической деформации металлов. Н. Новгород, Литера (2011) 359 с.].
11. V. A. Likhachev, R. Ю. Khayrov. Introduction to the theory of disclinations. Leningrad, Leningrad University (1975) 183 p. (in Russian) [В. А. Лихачев, Р. Ю. Хайров. Введение в теорию дисклинаций. Ленинград, Ленинградский университет (1975) 183 с.].
12. V. V. Rybin, A. N. Vergazov, Yu. F. Titovets. Surface. 6, 134 (1986). (in Russian) [В. В. Рыбин, А. Н. Вергазов, Ю. Ф. Титовец. Поверхность. 6, 134 (1986).].

Другие статьи на эту тему

Финансирование