ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТОВ С ГЦК-СТРУКТУРОЙ Текст научной статьи по специальности «Физика»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТОВ С ГЦК-СТРУКТУРОЙ

Соловьева Ю.В., Липатникова Я.Д., Мун Г.А.

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

Томск, Россия [email protected]

Представлены результаты, проведенного в работе широкого комплекса исследований, который включает изучение эволюции субструктуры деформированных до мегапластических деформаций ГЦК-монокристаллов различного типа методами ПЭМ, рентгеновского синхротронного излучения на просвет [1], теоретический анализ субструктурной фрагментации методами математического моделирования в терминах дислокационной кинетики [2] и 3D моделирование в модели синтеза дислокационной кинетики и механики деформированного твердого тела [3].

В качестве объектов исследования рассматривается большой набор монокристаллов ГЦК-металлов и сплавов, в том числе интерметаллидов и упорядочивающихся сплавов. Были проанализированы особенности формирования субструктур монокристаллов чистого никеля, твердых растворов Cu-^ат. % Al, Cu-8% Al, Ni3Ge, Ni3Al и Ni3Fe в условиях интенсивной пластической деформации в наковальнях Бриджмена. Проведен сравнительный анализ эволюции дислокационной структуры и формирования зеренной структуры в процессе пластической деформации на монокристаллах с существенно различной подвижностью носителей пластической деформации - дислокаций.

Экспериментально полученные параметры, характеризующие эволюцию дефектной подсистемы и параметры термической активации монокристаллов, были затем использованы при построении модели дислокационной кинетики интерметаллидов и чистых металлов. Методами математического моделирования в терминах дислокационной кинетики исследованы процессы деформационного упрочнения и формирования фрагментированной субструктуры из исходных монокристаллов.

Методом многоуровневого 3D моделирования, основанного на синтезе моделей дислокационной кинетики и механики деформируемого твердого тела проведено исследование деформирования и разрушения слоистых композиционных материалов типа металл-интерметаллид. Решена задача расчета плотностей дефектов различного типа в деформируемом объем однофазных и слоистых (металл-интерметаллидных) образцов. Проведены сравнения результатов численных исследований с данными натурного эксперимента.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 24-22-00115.

1. Куц О.А., Старенченко С.В., Соловьева Ю.В. и др. // Автометрия. 2019. Т. 55. № 2. С. 3641.

2. Соловьева Ю.В., Пантюхова О.Д., Старенченко В.А. // Изв. Вузов. Физика. 2022. Т. 65. № 8. с. 106-114.

3. Липатникова Я.Д., Соловьева Ю.В., Вовнова И.Г. и др. // Изв. Вузов. Физика. 2023. Т. 66. № 12(793). с. 48-54.