A new model of structural superplasticity is proposed on the basis of recent experimental data on the operative deformation mechanisms and the results of investigations of grain boundary properties. The concepts of hardening and recovery are used to analyse the superplastic nature, the development of these processes being associated with grain boundaries. According to the proposed model during superplastic flow the hardening due to easy generation of lattice dislocations (LD's) in the boundaries at the formation of grain boundary dislocation pile‐ups is insignificant while the rate of the recovery whose kinetics is determined by LD absorption by boundaries is high. On the basis of these conceptions a system of equations of the dislocation kinetics is obtained which describes the experimental curve of superplastic deformation and the principal causes of a number of structural effects which have not been satisfactorily explained before are given.
Two types of grain boundary sliding are established and investigated during Zn bicrystal deformation: "pure" grain boundary sliding (GBS) which is not associated with intragranular sliding (IS) and GBS which develops simultaneously with IS. Both types of GBS exhibit greatly simi1a.r structural peculiarities but under identical deformation conditions the second type GBS has a much higher rate with a WLGBS paramet'er decreasing from 1 to 0.4. The comparative analysis of GBS regularities in Zn bicrystals and the superplastic Zn-0.4% A1 alloy attests t'o the fact t1ia.t "pure" GBS determines the strain hardening at superplastic deformation while GBS of the second type determines the development of the recovery processes. It is shown that these concepts may serve as a basis for the elucidation of many experiment'ally observed peculiarities of the superplastic flowthe existence of the initial unsteady and steady state &ages, decrease of flow stress after short-term deformation a t elevated rates, and others.Zwei Arten von Korngrenzengleitung werden aufgestellt und wahrend der Zn-Bikristalldeformation untersucht : ,,reine" Korngrenzengleitung (GBS) die nicht mit intragranularer Gleitung (IS) verbunden ist und GBS, die sich gleichzeitig mit IS entwickelt. Beide Arten von GBS zeigen stark ahnliche strukturelle Besonderheiten, jedoch hat unter identischen Deformationsbedingungen der zweite GBS-Typ cine vie1 hohere Rate mit einem mGBs-Parameter, der von 1 auf 0,4 abnimmt. Die vergleichende Analyse der GBS-GesetzmaDigkeiten in Zn-Bikristallen und der superplastischen Zn-0,4y0 Al-Legierung ergibt, daa ,,reine" GBS die Spannungshartung bei superplastischer Deformation bestimmt, wahrend GBS vom zweiten Typ die Entwicklung des Erholungsprozesses bestimmt. Es wird gezeigt, dad diese Vorstellungen als Grundlage fur die Aufklarung vieler experimentell beobachteter Besonderheiten des superplastischen Flusses dienen kanndie Existenz des unstetigen Anfangszustandes und stetiger Zustande, Absinken der F l u b spannung nach kurzzeitiger Deformation bei ausgewahlten Raten und andere.
Рассмотрено моделирование кинетики вакансий при термомеханиче-ском нагружении, которое включает циклические напряжения растяжения и воздействие температуры. Кинетика вакансий определяется диффузион-ным уравнением с учетом диффузионных и термических напряжений. По-лучена система уравнений для неоднородной концентрации вакансий для одномерной задачи, решаемая численными методами.Ключевые слова: термическое расширение; химический потенциал; диффу-зионные напряжения; неоднородная концентрация вакансий; термоактиваци-онный механизм.Эволюция вакансионной системы и зарождение пор под действием циклической термомеха-нической нагрузки определяют долговечность нанокристаллических двухфазных сплавов, на-пример, жаропрочных сплавов, представляющих собой композиционные материалы, состоящие из кубических зерен ' γ фазы размером до 0,5 мкм и соединенных тонкими прослойками мат-ричной γ фазы толщиной до 0,05 мкм [1-3]. В процессе эксплуатации сплавы испытывают ком-плексное воздействие нескольких эксплуатационных факторов: высоких нагрузок, вибрации, не-равномерного циклического нагрева. Под действием термомеханических нагрузок происходит зарождение избыточных неравновесных вакансий, активация диффузионных процессов, рост пор. Парциальные коэффициенты диффузии компонентов различны, что также приводит к воз-никновению потоков вакансий в зернах и прослойках. Исследование кинетики вакансий, роста и залечивания пор в никелевых жаропрочных сплавах в технологиях залечивания пористости было проведено в работах [4][5][6]. Однако кинетика возникновения и развития избыточной концентра-ции вакансий при различных видах термомеханического нагружения, которые возникают при эксплуатации, до настоящего времени не исследована.Целью работы является проведение расчета концентрации вакансий в одномерной модели при термомеханическом нагружении, включающем циклические напряжения растяжения, темпе-ратурные напряжения и нагрев до высоких температур с учетом микроструктуры.Рассмотрим бесконечную изотропную пластину, находящуюся под действием постоянных и циклических растягивающих напряжений вдоль и температурного градиента поперек пластины. Для решения задачи об определении межфаз-ных напряжений нужно рассмотреть периоди-ческую ячейку '/ γ γ -микроструктуры, состоя-щую из ' γ -кубоида, окруженного γ -оболочкой, которая в свою очередь состоит из трех γ -пластин, трех γ -брусьев и маленького γ -кубоида (рис. 1). В данной статье исследует-ся задача с учетом изменения коэффициента диффузии при наличии циклических напряже-ний и градиента температуры. В процессе нагружения возникает избы-точная неоднородная неравновесная концен-трация вакансий. В условиях непрерывного изменения температуры развиваются напряжения, γ -пластина
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.