Механизм твердорастворного упрочнения: квазилокализация дислокационных кинков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Чувствительность механических свойств материалов к нарушениям трансляционной инвариантности кристаллической решетки создает возможность манипулировать этими свойствами в желаемом направлении посредством легирования или создания твердых растворов. В работе теоретически изучены механизмы такого манипулирования применительно к материалам, в которых подвижность дислокаций контролируется в основном потенциальным рельефом кристаллической решетки – так называемым рельефом Пайерлса. Вследствие концентрации легирующих атомов в дислокационных ядрах, играющих роль ловушек для этих атомов, динамические свойства дислокаций изменяются, что приводит и к модификации макроскопических механических свойств материала. Теория влияния легирования на кинковый механизм преодоления барьеров Пайерлса построена с учетом неупорядоченности содержания атомов раствора в дислокационных ядрах. При этом непосредственное описание кинетики характерных для кинков элементарных процессов заменено статистическим описанием. Рассмотрено разнонаправленное воздействие флуктуаций распределения атомов раствора, повышающих частоту образования пар кинков, но тормозящих распространение кинков вдоль дислокационных линий. Торможение кинков может приводить к аномальному характеру их подвижности, называемому квазилокализацией. Найдены условия преобладания ускоряющего или тормозящего фактора, соответствующих в макроскопическом плане упрочнению или разупрочнению материала.

Об авторах

Б. В. Петухов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: petukhov@ns.crys.ras.ru
Россия, 119333, Москва

Список литературы

  1. Pink E., Arsenault R.J. // Prog. Mater. Sci. 1979. V. 24. P. 1.
  2. Astie P., Peyrade J.P., Groh P. // Scr. Metall. 1982. V. 16. P. 977.
  3. Caillard D. // Acta Mater. 2013. V. 61. P. 2793.
  4. Chomel P., Cottu J.P. // Acta Mater. 1982. V. 30. P. 1481.
  5. Gupta C., Chakravarty // Phys. Stat. Sol. A. 2009. V. 206. P. 685. https://www.doi.org/10.1002/pssa.200824289
  6. Hu Y.-J. Fellinger M.R., Butler B.G., Paramore J.D., Ligda J.P., Chai Ren., Fang Z.Z., Middlemas S.C., Hemker K.J. // Int. J. Refr. Met. Hard Mater. 2018. V. 75. P. 248. https://www.doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2018.04.021
  7. Okazaki K. // J. Mater. Sci. 1996. V. 31. P. 1087.
  8. Raffo P.I. // J. Less-Com. Met. 1968. V. 17. P. 133.
  9. Romaner L., Ambrosch-Draxl C. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. P. 195503. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.195503
  10. Zhao Y., Marian J. // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 26. P. 045002. https://www.doi.org/10.1088/1361-65Xaaaecf
  11. Vaid A., Wei D., Bitzek E., Nasiri S., Zaiser M. // Acta Materialia. 2022 V. 236. P. 118095. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118095
  12. Samolyuk G.D., Osetsky Y.N., Stoller R.E. // J. Phys.: Condens. Matter. 2012. V. 25. № 2. P. 025403. https://doi.org/10.1088/0953-8984/25/2/025403
  13. Hachet G., Caillard D., Ventelon L., Clouet E. // Acta Mater. 2022 V. 222. № 1. P. 117440. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117440
  14. Barrera O., Bombac D., Chen Y., Daff T.D., Galindo-Nava E., Gong P., Haley D., Horton R., Katzarov I., Kermode J.R., Liverani C., Stopher M., Sweeney F. // J. Mater. Sci. 2018. V. 53. P. 6251. https://doi.org/10.1007/s10853-017-1978-5
  15. Петухов Б.В. // Известия РАН. Серия физическая. 2022. Т. 86. № 10. С. 1513. https://doi.org/10.31857/S0367676522100155
  16. Guyot P., Dorn J.E. // Can. J. Phys. 1967. V. 45. P. 983.
  17. Nadgorny E. // Prog, Mater. Sci. 1988. V. 31. P. 1.
  18. Seeger A. // Mater. Sci. Eng. A. 2004. V. 370. P. 50.
  19. Gong P., Katzarov I.H., Nutter J., Paxton A.T., Rainforth W.M. // Sci. Reps. 2020. V. 10. P. 10209. https://doi.org/10.1038/s41598-020-66965-z
  20. Messerschmidt U. Dislocation Dynamics During Plastic Deformation / Ed. Hull R. et al. Berlin, Heidelberg: Springer Series in Material Science, 2010. 503 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-03177-9
  21. Caillard D., Martin J.L. Thermally Activated Mechanisms in Crystal Plastisity. Amsterdam etc: Pergamon, 2003. 433 p.
  22. Петухов Б.В. Динамика дислокаций в кристаллическом рельефе. Дислокационные кинки и пластичность кристаллических материалов. Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2016. 385 p.
  23. Koizumi H., Kirchner H.O.K., Suzuki T. // Philos. Mag. A. 1994. V. 69. P. 895.
  24. Ngan A.H.W. // Philos. Mag. A. 1999. V. 79:7. P. 1687. https://www.doi.org/10.1080/01418619908210387
  25. Mori H. // Mater. Trans. 2014. V. 55. № 10. P. 1531.
  26. Xиpт Дж., Лoтe И. Teopия диcлoкaций. M.: Aтoмиздaт, 1972. 598 c.
  27. Katzarov I.H., Drenchev L.B. // Crystals. 2022. № 12. P. 518. https://doi.org/10.3390/cryst12040518
  28. Петухов Б.В. //Физ. мет. и металловед. 1983. Т. 56. № 6. С. 1177.
  29. Wen M., Fukuyama S., Yokogawa K. // Acta Mater. 2003. V. 51. P. 1767.
  30. Wang Y., Wang X., Li Q., Xu B., & Liu W. // Journal of Materials Science. 2019. V. 54. № 15. P. 10728. https://doi.org/10.1007/s10853-019-03564-y
  31. Петухов Б.В. // Поверхность. Рентеген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. Т. 16. № 1. С. 107. https://doi.org/10.31857/S1028096022010149
  32. Katzarov I.H., Drenchev L.B., Pashov D.L., Zarrouk T.N.A.T., Al-lahham O., Paxton A.T. // Phys. Rev. Mat. 2022. V. 6. P. 063603. https://doi.org/10.1103/PhyRevMaterials.6.063603
  33. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Москва: Физматлит, 2004. 496 с.
  34. Лифшиц И.М., Гредескул С.А., Пастур Л.А. Введение в теорию неупорядоченныз систем. М.: Наука, 1982. 360 с
  35. Петухов Б.В. // ЖЭТФ. 2010. Т. 137. № 1. С. 48.
  36. Maresca F., Curtin W.A. // Acta Mater. 2020. V. 162. P. 144 https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.10.007
  37. Suzuki H. / Dislocations in solids, V. 4. Ed. Nabarro F.R.N. North Holland, Amsterdam, 1980. P. 191.
  38. Antillon E., Woodward. C., Rao S.I., Akdim B. // Acta Mater. 2021. V. 215. P. 117012.
  39. Петухов Б.В. // ФТТ. 1988. Т. 30. № 10. С. 2893.
  40. Foss S., Korshunov D., Zachary S. An introduction to Heavy-Tailed and Subexponential Distributions / N.Y.: Springer New York, 2011. 123 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9473-8
  41. Iunin Yu.L., Nikitenko V.I., Orlov V.I., Petukhov B.V. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. № 16. P. 3137. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.3137
  42. Bouchaud J.-P., Georges A. // Phys. Rep. 1990. V. 195. P. 127. https://doi.org/10.1016/0370-1573(90)90099-N
  43. Учайкин В.В. // УФН. 2003. Т. 173. № 8. С. 847.
  44. Петухов Б.В. // ФТТ. 1993. Т. 35. № 5. С. 1121.
  45. Петухов Б.В. // ФТТ. 2022. Т. 64. № 12. С. 1972.
  46. Ghafarollahi A., Curtin W. // Acta Mater. 2021. V. 215. № 6. P. 117078. https;//doi.org/j.actamat.2921.117o78
  47. Caillard D. // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 4974. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2011.04.048
  48. Caillard D. // Acta Mater. 2016. V. 112. P. 273. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.04.018

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (54KB)
Метаданные
3.

Скачать (90KB)
Метаданные
4.

Скачать (86KB)
Метаданные
5.

Скачать (52KB)
Метаданные

© Б.В. Петухов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».