Влияние внешнего периодического воздействия на кинетику фрагментации металлов при интенсивной пластической деформации

Abstract

В рамках теорії фазових переходів Ландау досліджується фрагментація твердих тіл у процесі інтенсивної пластичної деформації. Для опису утворюваних дефектних структур введені щільності меж зерен, дислокацій та ентропія, що дозволяє врахувати два канали дисипації енергії (теплової та формування дефектів). Побудована фазова діаграма, що визначає області реалізації різних типів граничних структур. Досліджено взаємодію декількох видів дефектів на формування граничної структури з точки зору внутрішньої енергії. Знайдено умови формування двох граничних структур, що відповідає режиму, при якому існує суміш зерен різного розміру. В рамках адіабатичного наближення, при якому зміна щільності дислокацій слідує за еволюцією щільності меж зерен, досліджено кінетику встановлення стаціонарних значень щільності дефектів. Проведено аналіз зовнішнього періодичного впливу, в результаті якого показано, що його частота і амплітуда змінює характер поведінки системи.

В рамках теории фазовых переходов Ландау исследуется фрагментация твердых тел в процессе интенсивной пластической деформации. Для описания образующихся дефектных структур введены плотности границ зерен, дислокаций и энтропия, что позволяет учесть два канала диссипации энергии (тепловой и образования дефектов). Построена фазовая диаграмма, определяющая области реализации различных типов предельных структур. Исследовано взаимодействие нескольких видов дефектов на формирование предельной структуры с точки зрения внутренней энергии. Найдены условия формирования двух предельных структур, что отвечает режиму, при котором существует смесь зерен различного размера. В рамках адиабатического приближения, при котором изменение плотности дислокаций следует за эволюцией плотности границ зерен, исследована кинетика установления стационарных значений плотности дефектов. Проведен анализ внешнего периодического воздействия, в результате которого показано, что его частота и амплитуда изменяют характер поведения системы.

Using the Landau theory of phase transitions, the solids fragmentation during the process of severe plastic deformation is studied. The density of grain boundaries, dislocations and entropy are introduced for describing the defect structures appearing. This allows us to take into account the two channels of energy dissipation (thermal one and defects formation). The phase diagram that establishes the domains of realization of different limiting structures types is obtained. The interaction of several defect types on the formation of limiting structure in terms of internal energy is studied. The formation conditions for two limiting structures are found. They correspond to the mode, in which there is a mixture of different grain sizes. The kinetics of setting in the steady-state values of the defects density is investigated within the scope of the adiabatic approximation, at which the dislocations density change follows the evolution of the grain boundaries density. The external periodic influence is also analyzed. It is shown that frequency and amplitude of external influence change the system behavior.