Нерівноважна еволюційна термодинаміка фрагментації металів з урахуванням стохастичності

Abstract

Дисертаційна робота присвячена теоретичному опису процесу фрагментації металевої структури, підданої інтенсивній пластичній деформації, встановленню особливостей структурних та кінетичних явищ, що відбуваються у металах під час обробки, стійкості сформованих стаціонарних станів та дослідженню впливу адитивних флуктуацій нерівноважних змінних на хід еволюції структурних дефектів. За результатами проведеного дослідження встановлено умови обробки (значення пружних деформацій), які істотно впливають на формування стійких субмікрокристалічних чи нанокристалічних структур. Побудовані фазові діаграми, що демонструють різні режими фрагментації та дозволяють у загальному виді відобразити сценарії поведінки структурних дефектів під час обробки. Показано, що одержані результати добре пояснюють та дають можливість прогнозувати експериментальні дані: формування стійкої граничної структури з бажаними розмірами зерен та високоми фізико-механічними властивостями.

Диссертация посвящена теоретическому описанию процесса фрагментации металлической структуры, подверженной интенсивной пластической деформации, установлению особенностей структурных и кинетических явлений, происходящих в металлах при обработке, устойчивости сформировавшихся стационарных состояний и исследованию влияния аддитивных флуктуаций неравновесных переменных на ход эволюции структурных дефектов. По результатам проведенного исследования установлены условия обработки (значения упругих деформаций), которые существенно влияют на формирование устойчивых субмикрокристаллических или нанокристаллических структур. Построены фазовые диаграммы, которые демонстрируют различные режимы фрагментации и позволяют в общем виде отразить сценарии поведения структурных дефектов во время обработки. Показано, что полученные результаты хорошо объясняют и дают возможность прогнозировать экспериментальные данные: формирование устойчивой предельной структуры с желаемыми размерами зерен и високими физико-механическими свойствами.

PhD thesis is devoted to the several aspects: (I) the theoretical description of the process of fragmentation of a metal structure subjected to severe plastic deformation, (II) the establishment of structural and kinetic phenomena peculiarities occurring in metals during processing, (III) the stability of the formed stationary states, (IV) the study of the influence of the additive fluctuations of the main parameters on the evolution process of structural defects. Processing conditions (the value of elastic strains), which significantly influence on the formation of stable submicrocrystalline or nanocrystalline structures, were established by results of study. The phase diagrams were constructed. It demonstrates various modes of fragmentation and allow to reflect the scenarios of behavior of structural defects in a general view during processing. It is shown that the obtained results are well explain and make it possible to predict the experimental data: the formation of a stable limiting structure with the desired grain size and high physical and mechanical properties.