УДК 669.017

ВЛИЯНИЕ ДИФФУЗИИ ОБЛАСТЕЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ В МЕТАЛЛАХ НА СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА

Сухарев Евгений Михайлович
Сибирский государственный университет путей сообщения
кандидат технических наук, доцент кафедры физики

Аннотация
Для предложенной автором ранее модели области локализации деформации обсуждается диффузные свойства. Предлагается уравнение связи коэффициента диффузии областей локализации деформации со скоростью упругих волн и размером этой области. Данная модель объясняет резкое возрастанию структурных изменений в материале при действии критических факторов.

Ключевые слова: диффузия, коэффициент диффузии, критическое состояние, механические напряжения, область локализации деформации, скорость упругих волн, структурные изменения


INFLUENCE OF DIFFUSION DEFORMATION LOCALIZATION AREAS IN METALS ON STRUCTURE PROPERTIES

Sukharev Eugene Mikhailovich
Siberian Transport University
PhD in Engineering, Assistant Professor of Physics Department

Abstract
For offered by the author model of deformation localization area it is discussed diffusion properties. The equation of communication of coefficient of diffusion of areas of localization of deformation with a speed of elastic waves and the size of this area is offered. This model explains increase of structure changes in material at action of critical factors.

Keywords: critical conditions, deformation localization area, diffusion, diffusion coefficient, elastic waves speed, mechanical tension, structural changes


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Сухарев Е.М. Влияние диффузии областей локализации деформации в металлах на структурные свойства // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/12/75992 (дата обращения: 03.06.2017).

В [1] автором предлагалась модель влияния размеров областей локализации деформации (модель ОЛД), для объяснения изменения прочностных свойств, их связи между собой и связи ударной вязкости, пределов текучести, прочности и твердости с различными параметрами скорости прохождения упругих волн в металле.

Одним из возможных механизмов изменения прочностных свойств металла является образование областей локализации деформации. Эти области обладают большой плотностью дефектов и инициируют изменение внутренней структуры, в том числе изменение границ и размеров. Если рассматривать материал как совокупность взаимодействующих областей локализованной деформации во внешнем поле напряжений, то можно предположить, что эти области диффундируют под влиянием напряжений температур, магнитных и электрических полей. При высокой плотности дислокаций в металле происходят структурные изменения, сопровождающиеся процессами переноса веществ и энергии. При достижении критического состояния металл переходит в другое состояние и процессы диффузии меняют свою интенсивность. Сразу после перехода скорость диффузии должна падать, так как уменьшается концентрация диффундирующих элементов.

Если в модели ОЛД принять, что повышение механического напряжения приводит к резкому повышению скорости движения ОЛД, то это приведет к интенсивному росту размера этих областей в локальной области материала, то есть к его разрушению. Таким образом, увеличение скорости диффузии структурных элементов приводит к возрастанию размера ОЛД.

Если концентрация ОЛД достаточно велика между ними возможен обмен энергией, что приводит к возникновению новых микродеформаций и увеличению размеров ОЛД, в результате чего их сближение становится еще более значительным. Важным для данной модели является утверждение, что скорость обмена энергией определяется скоростью передачи упругих возмущений.  В [2] в  рамках модели ОЛД показано, что скорость упругих волн возрастает с увеличением размера ОЛД.

Для описания влияния коэффициента диффузии ОЛД и их размером предлагается зависимость в виде: D =kVξ, где D – коэффициент диффузии, V – скорость упругих волн,  ξ – размер ОЛД, k – безразмерный коэффициент, зависящий от состояния материала. Из этого следует,  что возрастание размера ОЛД, и приводит к увеличению коэффициента диффузии ОЛД, значит, увеличивается степень взаимодействия областей локализации деформации, что может привести к увеличению плотности дислокаций и увеличению размеров ОЛД, то есть, увеличение величины ξ становится еще более значительным.

Таким образом, резкому возрастанию структурных изменений при действии критических факторов можно найти объяснение в рамках предложенной модели диффузии областей локализации деформации.


Библиографический список
  1. Муравьёв В.В., Сухарев Е.М., Ермолаева З.И. Связь скорости ультразвука с ударной вязкостью и технология контроля качества конструкционных сталей // Контроль. Диагностика. 2002. №7. С.49-55.
  2. Сухарев Е.М. Исследование связи скорости ультразвука с ударной вязкостью и разработка методики контроля качества конструкционных сталей: дис. … канд. техн. наук. Сибирский гос. университет путей сообщения, Новосибирск, 2000.


Все статьи автора «Сухарев Евгений Михайлович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: