Введение к работе
.Актуальность работы. Среди материалов, обладающих высокими физико-механическими свойствами, кого|ы8 способны работать з экстремальных условиях, ванное место занимают иитерыеталличес-кие соединения и упорядочиващиеся сплавы со сверхструктурой Ц . Они широко используются в качестве основы высокопрочных и жаростойких конструкционных сплавов, что связано с наблюдаемым в них явлением возрастания ряда прочностных характеристик с увеличением температуры, явлением, которое в литературе подучило название температурной аномалии механических свойств.
Существенной особенностью материалов этого класса является широкая вариация прочностных характеристик в зависимости от структурных изменений и условий деформирующего воздействия. Это обусловливает необходимость создания теоретических моделей, позволяющих прогнозировать и оптимизировать механические свойства.
Для объяснения аномалии был предложен ряд механизмов тер-ыического упрочнения, позволивших во многих случаях описать. отдельные стороны этого явления. Однако экспериментальные исследования и теоретические оценки показали, что ни один из них не способен объяснить совокупность закономерностей проявления аномалии. Взаимообусловленность этих механизмов, изменение эффективности с развитием деформации, а также наложение температурных интервалов их проявления настоятельно требуют совокупного рассмотрения отдельных элементарных механизмов в единой модели. В такой ситуации математическое моделирование кинатиаи пластичесной деформации как инструмент синтеза разрозненных микромеханизмов деформации в единую физическую модель является прогрессивным и актуальным направлением в физике дислокаций и фізическом металловедении.
Этим определяется актуальность настоядей работы, в которой с единых позиций рассмотрены закономерности термического упрочнения интерметаллидов.и сплавов, упорядочиваюцихся по типу Lit з процесее деформации, в рамках единой математической модели.
Основной целью диссертационной работы является теоретическое описание деформационного и термического упрочнения уио-рядочивашрокя по типу Llt сплавов на основе последовательного' синтеза элементарных механизмов пластической деформации,
свойственных чистым металлам и неупорядоченным твердым растворам, а также специфических для упорядоченных сплавов, в единой математической модели. Рассмотрение влияния кинетики атомного упорядочения на механизмы деформации, термическое и деформационное упрочнение упорядочивающихся по типу Цг сплавов. Параметрические исследования модели для получения сравнительных оценок эффективности отдельных механизмов в различных, температурно-силовых условиях и последовательная веріфикация полученных результатов.
Научная новизна. Впервые неупорядоченные твердые растворы и сплавы со сверхструктурой представлены в качестве единого.объекта математического моделирования пластического поведения кристаллических тел/ Обоснована модель кинетики атомного упорядочения сплавов в ходе.пластической деформации. Исследована трансформация элементарных атомно-дислокационных механизмов деформации с изменением степени упорядоченности сплава в процессе испытания. Впервые сформулирована структурная математическая модель деформационного и термического упрочнения упорядочивающихся по типу Lijj сплавов, базирующаяся на совокупности верифицированных механизмов пластической деформации. Оценена эффективность отдельных механизмов упрочнения в зависимости от структурных характеристик материала и условий деформирующего воздействия.
Практическая ценность. Разработана математическая модель,позволяющая расчитать кривую деформации для класса упорядочивающихся по типу LLj сплавов с произвольной степенью упорядоченности в исходном состоянии и в широком интервале температур испытания. Результаты параметрических исследований модели, позволяют определить редуцированные варианты её записи применительно к конкретным матеріалам и условиям деформирующего воздействия.
Обоснован экономичный метод численной реализации сформулированной модели, относящейся к классу сильно жестких аадач физической кинетики.
Часть результатов, имещих характер математического предсказания,' определяет конкретные проблемы в области экспериментальных исследований рассмотренного класса материалов.
Выполненные исследования углубляют физические представления о структурных превращениях материала вследствие высокотемпературного деформирующего воздействия и в дальнейшем могут быть использованы для прогнозирования эксплуатационных свойств.
iia зкцату выносятся следующие положения и результаты:
-
Математическая модель термического упрочнения сплавов со сверхструктурой Ltj і в которой наряду с общими для металлов и сплавов механизмами упрочнения учтены специфические для сверхст-руитуры Li г механизмы: ускоренное накопление дислокаций, обусловленное особенностями конфигураций зон сдвига и локализации скольжения в них; формирование каналов легкого, поперечного скольжения вследствие накопления деформационных А$Г; диссоииац-ля сверх-дяслокаций на стадиях развитой деформации; дополнительное тормо-жэние сверхдислокаций при повшенных температурах испытания.
-
Теоретическое описание атомного упорядочения в процессе иластической деформации, учитывающее взаимодействие подсистем деформационных дефектов: вакансий, дислокаций, АфГ. Модель позволяет установить закономерности атомного упорядочения в зависимости от условий деформирования, проследить влияние формирования дальнего порядка на олементарные атомио-дислокационныа механизмы де- -формации.
-
Математическая модель деформационного и термического упрочнения монокристаллов.упорядочивающихся в процессе деформации сплавов, которая подтверждается экспериментальными закономерностями их пластического поведения. В предельных случаях (i>-»0,ij~«i ) модель описывает деформационное упрочнение ГЦК чистых металлов и упорядоченных сплавов со сверхструктурой Li 2.
Лгпдобация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуадены на следующих конференциях и семинарах: Объединенной сессии Постоянных семинаров "Пластическая деформация сплавов и порошковых материалов" по теме "Теория деформационных дефектов" (Томен, 1982); Ш Всесоюзном семинаре "Структура дислокаций и механические свойства мэталлов и сплавов" (Свердловск 1984); Третьей Всесоюзной школе по фізика пластичности и прочности (Салтов , 1984); УІІ Международной конференции "Прочность металлов н сплавов" (Монреаль, Канада,. 1935); Всесоюзном семинаре "Пластическая деформация материалов в условиях внесших энергетических воздействий " (Новокузнецк, 1968); Объединенном заседании трех Постоянных семинаров: "Дифракционные- методы исследования искаженных структур", "Актуальные проблемы прочности" и "Физико-технологические проблемы поверхности металлов" (Череповец, 1968); Ш
Всесоюзной конференции "Структура к прочность матеріалоз в широком диапазоне температур" (Каунас, 1939).
публикации. Лс теме диссертации опубликовано 14 работ, список основных из них приведен в конце автореферата.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, обдих выводов и приложения. Работа содержит 144 страницы машинописного теиста, 123 рисунка и 3 таблицы. Список цитируемой литературы включает 124 наименования.
