УДК 621.789.620.18

DOI 10.24411/1683-805X-2020-14001

 

 

Показано, что кривизна кристаллической решетки является ответственной за иерархию масштабов деформационных дефектов на нано-, микро-, мезо- и макроструктурных уровнях в деформируемом твердом теле. В основе генерации всех типов деформационных дефектов лежит механизм структурных трансформаций. Кристаллическая решетка играет роль кристалла-поляризатора потоков деформационных дефектов. На начальной стадии пластической деформации кривизна возникает в междоузлиях решетки и она генерирует наномасштабные дефекты толщиной 1-2 нм. Увеличение кривизны выдавливает наномасштабные дефекты с образованием дислокаций. Самой простой схемой поляризации является мартенситная деформация. С увеличением деформирующего напряжения в поляризаторе открываются новые каналы. Возникают деформационные дефекты более крупных масштабов. Нарушение перекрытия электронных оболочек генерирует трещины. Развитие трещин обусловливает разрушение материала. Если созданы условия деформации только на наномасштабном уровне, когда функционирует только механизм структурной трансформации, пластическое течение осуществляется сверхпластически. Рассмотрена специфика деформации неравновесных a- и b-фаз в сплаве Ti-6Al-4V. Эта специфика связана с неравновесным наличием ванадия в a-фазе и наличием алюминия в b-фазе.

Ключевые слова: кривизна решетки, структурная трансформация, наномасштабные деформационные дефекты, смещение электронов в междоузлия, кулоновское отталкивание электронов

 

 

Effect of lattice curvature on the hierarchy of scales of deformation defects and on plastic flow in metallic materials

Lattice curvature is shown to be responsible for the hierarchy of scales of deformation defects at the nano-, micro-, meso- and macrostructural levels in a deformable solid. The generation of all types of deformation defects occurs by the mechanism of structural transformations. The crystal lattice acts as a crystal polarizer for the flux of deformation defects. Curvature appears at the initial stage of plastic deformation at lattice interstices and gives rise to nanoscale defects 1-2 nm thick. As the curvature increases, the nanoscale defects are expelled with the formation of dislocations. The simplest polarization scheme is martensitic deformation. An increase in the deforming stress causes the opening of new channels in the polarizer. Deformation defects of a larger scale are formed. Changes in the overlap of electron shells induce cracks. Cracking causes fracture of the material. If the conditions for deformation are satisfied only at the nanoscale level, when only the mechanism of structural transformation is functioning, the plastic flow is superplastic. The deformation behavior of nonequilibrium a and b phases in Ti-6Al-4V alloy is studied. Its specificity is associated with the nonequilibrium presence of vanadium in the a phase and the presence of aluminum in the b phase.

Keywords: lattice curvature, structural transformation, nanoscale deformation defects, shift of electrons to interstices, Coulomb repulsion of electrons

 

 

В.Е. Панин, А.В. Панин, О.Б. Перевалова, И.А. Шулепов, И.В. Власов  Влияние кривизны кристаллической решетки на иерархию масштабов деформационных дефектов и характер пластического течения металлических материалов // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 4. - С. 5-12