ВЛИЯНИЕ КОЛЛЕКТИВНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВЫСОКОСКОРОСТНУЮ ДЕФОРМАЦИЮ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Текст научной статьи по специальности «Физика»

ВЛИЯНИЕ КОЛЛЕКТИВНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВЫСОКОСКОРОСТНУЮ ДЕФОРМАЦИЮ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Варюхин В.Н., Малашенко В.В.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина, Донецк, РФ

[email protected]

Высокоскоростная деформация реализуется в результате высокоэнергетических внешних воздействий как в процессе обработки металлов и сплавов, так и в процессе изготовленных из них изделий [1-2]. Она существенно отличается от квазистатической. При высокоскоростной деформации дислокации, являющиеся основным носителем пластической деформации, совершают надбарьерное скольжение. При этом происходит кардинальное изменение механизма диссипации и значительно возрастает роль динамических коллективных эффектов. Чаще всего для анализа высокоскоростной деформации используется метод молекулярной динамики, позволяющий визуализировать протекающие процессы и выяснять специфические особенности дислокационного движения. Однако этот метод не позволяет работать с большим количеством атомов и получать аналитические зависимости механических свойств материалов от условий деформирования и характеристик структурных дефектов. Для широкого круга задач такие характеристики удаётся получить в рамках развитой нами теории динамического взаимодействия структурных дефектов (ДВД) [3-6]. Она представляет собой модифицированную модель Гранато-Люкке, в рамках которой дислокация рассматривается как тяжёлая упругая струна, совершающая колебания в плоскости скольжения под действием упругих неоднородностей, создаваемых структурными дефектами. Переход энергии внешних воздействий в энергию этих колебаний является механизмом диссипации, а эффективность возбуждения колебаний определяется дислокационным спектром, в первую очередь наличием щели в спектре дислокационных колебаний, ограничивающей их амплитуду. Эта щель может создаваться коллективным воздействием на данную дислокацию точечных дефектов либо других дислокаций ансамбля. В рамках такого подхода удалось с единых позиций объяснить ряд экспериментальных результатов (корневую, линейную и ^-образную зависимость динамического предела текучести от концентрации точечных дефектов, немонотонную зависимость этого предела от плотности дислокаций, имеющую минимум и максимум, ^-образную скоростную зависимость). Кроме того, предсказан ряд динамических эффектов, проявление которых требует постановки целенаправленных экспериментов. К тому же теория ДВД позволила выявить ряд общих черт динамического поведения систем совершенно разной физической природы, обладающих колебательными степенями свободы. и сформулировать некоторые общие принципы появления экстремумов в таких системах.

1. Razorenov S.V. Matter and Radiation at Extremes. Vol. 3, 145 (2018).

2. Mayer P. N., Mayer A. E. J. Appl. Phys. 120, 075901 (2016).

3. В Н. Варюхин, В.В. Малашенко. Известия РАН. Серия физ. Т. 82, 37 (2018).

4. Malashenko V. V. Physica B: Phys. Cond. Mat. Vol. 404, 3890 (2009).

5. Малашенко В.В. //ФТТ. 65, 1375 (2023).

6. Малашенко В.В. //ФТТ. 66, 1403 (2024).