УДК 629.735.084

 

Рассмотрена эволюция структуры металла при циклическом нагружении в направлении возрастания масштабных уровней деформации. Показано, что на микроскопическом и наноструктурном масштабных уровнях зарождение трещин в металлах под поверхностью связано с потерей ими устойчивости к зарождению трещины в узкой области, ориентированной перпендикулярно к оси нагружения. Происходит это при достижении величины термодинамического потенциала Гиббса нулю переходом в сверхпластичное состояние. В пределах этой области образовываются наноструктуры сферической формы, по границам которых в последующем формируется поверхность разрушения. Обсужден механизм деформации, приводящий к формированию указанных наноструктур. Приведены примеры других исследований, в которых полученные результаты могут быть убедительно объяснены на основе предложенной в данной работе модели формирования наноструктур под поверхностью металла.

 

The paper considers the evolution of metal structure as a synergetic system under cyclic loading with increasing the deformation scale. It is shown that on the micro- or nanostructural scale, the nucleation of subsurface cracks in metals owes to loss of their stability to crack nucleation in a narrow region oriented perpendicular to the loading axis. This takes places when the Gibbs thermodynamic potential approximates zero and transition to the superplasticity state occurs. Within this region, spherical nanostructures are formed with subsequent development of fracture surface along their boundaries. The deformation mechanism responsible for these spherical nanostructures is discussed. Examples are given to prove that the model proposed in the work for the formation of subsurface nanostructures in metals is an efficient and reliable tool of explaining results of related studies.

А.А. Шанявский  Самоорганизация наноструктур в металлах при сверхмногоцикловой усталости // Физ. мезомех. - 2012. - Т. 15. - № 5. - С. 91-105