Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Динамика течения в рамках механики деформации и разрушения

18.01.2019


Прерывистое течение является отличительной чертой аморфных сплавов, непосредственно связанной с динамической природой негомогенного пластического течения. Безусловно, механика прерывистого течения может дать ключ к пониманию механики, лежащей в основе природы истинного предела текучести аморфных сплавов.

Пластическое течение в идеально жесткой испытательной машине


Кимура и Масумото развили модель механики, из которой можно понять природу прерывистого течения при испытаниях в условной машине. Закон пластического течения предполагает, что уровень действующего напряжения о0, приложенного к образцу, претерпевающему прерывистое течение, состоит из двух независимых физических величин:

где ое — эффективное напряжение сдвига в полосе скольжения и Aо — амплитуда скачков прерывистого течения. Второй закон течения предполагает, что амплитуда скачков Aо находится на уровне, превышающем эффективное напряжение течения, и полностью выражается в виде степенного закона в зависимости от временя отжига t:

На рис. 11.25 показана условная схема системы образец — машина в начале скачка предела текучести, обусловленного прерывистым течением (а), и после осуществления пластического сдвига вдоль единичной плоскости скольжения под углом 45° к оси сжатия, в результате чего предел текучести описывается тем значением, которое наблюдается в конце одного скачка (б). Два закона течения, выраженные уравнениями (11.17) и (11.18), приводят к изменению нагрузки и к деформации в нагруженном образце при квазистатическом деформировании в случае той конфигурации системы образец — машина, которая изображена на рис. 11.25. Соответствующая зависимость нагрузки от деформации показана на рис. 11.26. Как следует из геометрических построений на рис. 11.26, скорректированная амплитуда скачков Аос (т. е. истинная амплитуда скачков) при наличии идеально жесткой испытательной машины и на основании наблюдаемой амплитуды скачка Аооb, будет равна:

Уравнение (11.19) можно применить к различным системам типа образец машина, для которых известна податливость машины Cm и образца a0. В случае статического отжига на рис. 11.26 скорость растяжения при заданном уровне Aoc при испытании в соответствующей машине дается соотношением:

где Е — модуль Юнга; h — высота образца. Уравнение (11.20) можно использовать для определения значений C1 и n в уравнении (11.18). Концепция статического отжига, описываемая уравнениями (11.17) и (11.18), была применена для общего описания прерывистого течения аморфных сплавов. При этом следует иметь в виду, что статическая модель, описывающаяся уравнениями (11.19) и (11.20), справедлива только при использовании жестких машин с податливостью 3*10в-5 мм/Н.

Динамика течения в рамках механики деформации и разрушения

Анализ скоростной зависимости напряжения течения


На рис. 11.27 показано типичное изменение кривых напряжение — деформация при испытаниях на сжатие аморфного сплава Pd78Cu6Si16 в случае различных скоростей деформации при комнатной температуре для испытательной машины с податливостью 2,1*10в-5 мм/Н. Амплитуда скачков снижается с ростом скорости деформации, а при скорости меньше 1 мм/мин они вообще исчезают (при заданном уровне разрешения). На рис. 11.28 показано изменение предела текучести о0 при испытании на сжатие и при веденного эффективного напряжения течения ое, полученного в соответствии с уравнением (11.19), для аморфного сплава Pd78Cu6Si16 в зависимости от скорости деформирования. Величина о0 для этого сплава не зависит от скорости деформирования в исследованном интервале скоростей. В то же время зависимость эффективного напряжения течения от скорости является положительной. Эту зависимость удобно описать введением коэффициента чувствительности к изменению скорости деформации m:

Чувствительность к изменению скорости деформации эффективного напряжения течения для сплава Pd79Cu6S16 составляет величину ~59 при изменении скорости от 0,05 до 1,5 мм/мин.

Степенной закон прерывистого течения


На рис. 1.29 показано изменение скоррелированного скачка в зависимости от времени отжига при разовом скачке, наблюдающемся на диаграмме растяжения в случае использования машины с податливостью 2,1*10в-5 мм/Н. Можно заметить, что экспериментальные данные для аморфного сплава Pd78Cu6Si16 удовлетворительно описываются кривой, включающей прерывистое течение в виде степенной зависимости с m = 0,46.


Закон t0,68, выведенный для аморфных сплавов, отличается от закона t2/3, предсказанного Коттреллом и Билби для описания влияния размера растворенных атомов в твердом растворе замещения на их взаимодействие с дислокациями. Наши результаты следуют зависимости -t1/2, описывающей влияние модуля сдвига. Меньшие значения показателя n по сравнению с нашим n = 0,46 получены для эмпирической зависимости ~t0,28 для процесса упорядочения Снука—Шоека и t0,3-0,39 для электростатического эффекта. Из проведенного сравнения можно сделать предположение, что механизм прерывистого течения аморфных сплавов не включает в себя диффузию на большие расстояния, которая контролирует перемещение вакансий, как например, в случае эффекта Коттрелла, а связан с близкодействующим взаимодействием дефектов в аморфной структуре. Иными словами, фактор, определяющий прерывистое течение в аморфных сплавах, не связан с атомным размером растворенных элементов, а обусловлен их модулем сдвига или композиционным ближним порядком вокруг дефекта.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий: