Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов

В рамках выдвинутой концепции полезной, т.е. исключающей разрушение, длительной прочности металлических кристаллов проведены теоретические и экспериментальные исследования физической природы микротекучести и дислокационной релаксации напряжений. Выполнен активационный анализ механизма прерывистого...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2013
1. Verfasser: Ткаченко, В.Г.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2013
Schriftenreihe:Проблемы прочности
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112037
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов / В.Г. Ткаченко // Проблемы прочности. — 2013. — № 5. — С. 58-71. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-112037
record_format dspace
spelling irk-123456789-1120372020-12-17T15:05:55Z Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов Ткаченко, В.Г. Научно-технический раздел В рамках выдвинутой концепции полезной, т.е. исключающей разрушение, длительной прочности металлических кристаллов проведены теоретические и экспериментальные исследования физической природы микротекучести и дислокационной релаксации напряжений. Выполнен активационный анализ механизма прерывистого (повторного) закрепления дислокаций и разделены вклады силового взаимодействия и термической активации связанных дислокаций, обеспечивающие преодоление близкодействующих барьеров в нанообъемах первичных -твердых растворов. Показано, что для исследованного механизма с увеличением времени релаксации термически активированное напряжение стремится к атермической компоненте, а энергия, подведенная к барьерам по термофлуктуационному механизму, линейно повышается до величины потенциального барьера сопротивления движению дислокаций. Сформулирован физический (дислокационный) критерий полезной длительной прочности, учитывающий влияние кристаллической и дефектной структуры на локализацию (полос) сдвига в процессе накопления микроскопической деформации ниже макроскопического предела текучести. Теоретические исследования релаксации напряжений согласуются с данными, полученными для новых экспериментальных сплавов системы Mg–Al–Ca (Ti) с улучшенными характеристиками сопротивления ползучести (с допуском на деформацию ε ~ 0,2...0,4% при έ ~ 10⁻⁹ ... 10⁻¹⁰ c⁻¹) и длительной прочности (70 МПа в течение 200 ч без разрушения), повышающими термическую стабильность дислокационной структуры на 423...473 К. К У рамках висуненої концепції корисної, тобто виключаючої руйнування, тривалої міцності металевих кристалів проведено теоретичні й експериментальні дослідження фізичної природи мікроплинності і дислокаційної релаксації напружень. Виконано активаційний аналіз механізму переривчастого (повторного) закріплення дислокацій і розділено вклади силової взаємодії і термічної активації зв’язаних дислокацій, що забезпечують подолання близькодійних бар’єрів у нанооб’ємах первинних -твердих розчинів. Показано, що для дослідженого механізму зі збільшенням часу релаксації термічно активоване напруження прагне до атермічної компоненти, а енергія, що підведена до бар’єрів по термофлуктуаційному механізму, лінійно підвищується до величини потенціального бар’єра опору руху дислокацій. Сформульовано фізичний (дислокаційний) критерій корисної тривалої міцності, що враховує вплив кристалічної і дефектної структури на локалізацію (смуг) зсуву в процесі накопичення мікроскопічної деформації нижче за макроскопічну границю текучості. Теоретичні дослідження релаксації напружень узгоджуються з даними, отриманими для нових експериментальних сплавів системи Mg–Al–Ca (Ti) з поліпшеними характеристиками опору повзучості (із допуском на деформацію ε ~ 0,2 ... 0,4 % при έ ~ 10⁻⁹ ... 10⁻¹⁰ c⁻¹) і тривалій міцності (70 МПа протягом 200 год без руйнування), що підвищують термічну стабільність дислокаційної структури на 423...473 К. Within the proposed concept of useful, i.e., excluding fracture, strength of metallic crystals, theoretical and experimental studies on the physical nature of microyield and dislocation stress relaxation were carried out. Activation analysis of the intermittent (repeated) dislocation pinning mechanism was performed and the contributions of mechanical interaction and thermal activation of anchored dislocations are shared that ensure escaping the short-range barriers in the nanovolumes of primary -solid solutions. It is shown that in case of the examined mechanism, thermoactivated stress tends to the athermic component with relaxation time, and energy, applied to the barriers by the thermofluctuation mechanism, increases linearly up to the potential dislocation motion resistance barrier. The physical (dislocation) criterion of useful strength was formulated, accounting for the crystalline and faulted structure effects on the shear band localization in the process of microscopic strain accumulation below the macroscopic yield stress. Theoretical investigations of stress relaxation are consistent with the data, produced for new experimental alloys of a Mg–Al–Ca (Ti) system with improved creep resistance (with allowance for the strain ε ~ 0,2 ... 0,4 % at έ ~ 10⁻⁹ ... 10⁻¹⁰ c⁻¹) and strength (70 MPa for 200 h without fracture) characteristics, enhancing the thermal stability of the dislocation structure by 423–473 K. 2013 Article Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов / В.Г. Ткаченко // Проблемы прочности. — 2013. — № 5. — С. 58-71. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112037 539.2:539.376:539.434:620.171:669.017:629.721 ru Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Научно-технический раздел
Научно-технический раздел
spellingShingle Научно-технический раздел
Научно-технический раздел
Ткаченко, В.Г.
Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
Проблемы прочности
description В рамках выдвинутой концепции полезной, т.е. исключающей разрушение, длительной прочности металлических кристаллов проведены теоретические и экспериментальные исследования физической природы микротекучести и дислокационной релаксации напряжений. Выполнен активационный анализ механизма прерывистого (повторного) закрепления дислокаций и разделены вклады силового взаимодействия и термической активации связанных дислокаций, обеспечивающие преодоление близкодействующих барьеров в нанообъемах первичных -твердых растворов. Показано, что для исследованного механизма с увеличением времени релаксации термически активированное напряжение стремится к атермической компоненте, а энергия, подведенная к барьерам по термофлуктуационному механизму, линейно повышается до величины потенциального барьера сопротивления движению дислокаций. Сформулирован физический (дислокационный) критерий полезной длительной прочности, учитывающий влияние кристаллической и дефектной структуры на локализацию (полос) сдвига в процессе накопления микроскопической деформации ниже макроскопического предела текучести. Теоретические исследования релаксации напряжений согласуются с данными, полученными для новых экспериментальных сплавов системы Mg–Al–Ca (Ti) с улучшенными характеристиками сопротивления ползучести (с допуском на деформацию ε ~ 0,2...0,4% при έ ~ 10⁻⁹ ... 10⁻¹⁰ c⁻¹) и длительной прочности (70 МПа в течение 200 ч без разрушения), повышающими термическую стабильность дислокационной структуры на 423...473 К. К
format Article
author Ткаченко, В.Г.
author_facet Ткаченко, В.Г.
author_sort Ткаченко, В.Г.
title Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
title_short Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
title_full Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
title_fullStr Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
title_full_unstemmed Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
title_sort физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов
publisher Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate 2013
topic_facet Научно-технический раздел
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112037
citation_txt Физическая теория полезной длительной прочности металлических кристаллов / В.Г. Ткаченко // Проблемы прочности. — 2013. — № 5. — С. 58-71. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
series Проблемы прочности
work_keys_str_mv AT tkačenkovg fizičeskaâteoriâpoleznojdlitelʹnojpročnostimetalličeskihkristallov
first_indexed 2025-07-08T03:13:13Z
last_indexed 2025-07-08T03:13:13Z
_version_ 1837046845240508416
fulltext ÓÄÊ 539.2:539.376:539.434:620.171:669.017:629.721 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ* Â. Ã. Òêà÷åíêî Èíñòèòóò ïðîáëåì ìàòåðèàëîâåäåíèÿ èì. È. Í. Ôðàíöåâè÷à ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, Óêðàèíà icems@ipms.kiev.ua  ðàìêàõ âûäâèíóòîé êîíöåïöèè ïîëåçíîé, ò.å. èñêëþ÷àþùåé ðàçðóøåíèå, äëèòåëüíîé ïðî÷- íîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ ïðîâåäåíû òåîðåòè÷åñêèå è ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëå- äîâàíèÿ ôèçè÷åñêîé ïðèðîäû ìèêðîòåêó÷åñòè è äèñëîêàöèîííîé ðåëàêñàöèè íàïðÿæåíèé. Âûïîëíåí àêòèâàöèîííûé àíàëèç ìåõàíèçìà ïðåðûâèñòîãî (ïîâòîðíîãî) çàêðåïëåíèÿ äèñëî- êàöèé è ðàçäåëåíû âêëàäû ñèëîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè ñâÿçàííûõ äèñëîêàöèé, îáåñïå÷èâàþùèå ïðåîäîëåíèå áëèçêîäåéñòâóþùèõ áàðüåðîâ â íàíîîáúåìàõ ïåð- âè÷íûõ �-òâåðäûõ ðàñòâîðîâ. Ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ èññëåäîâàííîãî ìåõàíèçìà ñ óâåëè÷åíèåì âðåìåíè ðåëàêñàöèè òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîå íàïðÿæåíèå ñòðåìèòñÿ ê àòåðìè÷åñêîé êîìïîíåíòå, à ýíåðãèÿ, ïîäâåäåííàÿ ê áàðüåðàì ïî òåðìîôëóêòóàöèîííîìó ìåõàíèçìó, ëèíåé- íî ïîâûøàåòñÿ äî âåëè÷èíû ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà ñîïðîòèâëåíèÿ äâèæåíèþ äèñëîêàöèé. Ñôîðìóëèðîâàí ôèçè÷åñêèé (äèñëîêàöèîííûé) êðèòåðèé ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè, ó÷è- òûâàþùèé âëèÿíèå êðèñòàëëè÷åñêîé è äåôåêòíîé ñòðóêòóðû íà ëîêàëèçàöèþ (ïîëîñ) ñäâèãà â ïðîöåññå íàêîïëåíèÿ ìèêðîñêîïè÷åñêîé äåôîðìàöèè íèæå ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ïðåäåëà òåêó- ÷åñòè. Òåîðåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ðåëàêñàöèè íàïðÿæåíèé ñîãëàñóþòñÿ ñ äàííûìè, ïîëó÷åí- íûìè äëÿ íîâûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ñïëàâîâ ñèñòåìû Mg–Al–Ca (Ti) ñ óëó÷øåííûìè õà- ðàêòåðèñòèêàìè ñîïðîòèâëåíèÿ ïîëçó÷åñòè (ñ äîïóñêîì íà äåôîðìàöèþ � ~ 0,2...0,4% ïðè � ~ ...� 10 10 c9 10 1� � � ) è äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè (70 ÌÏà â òå÷åíèå 200 ÷ áåç ðàçðóøåíèÿ), ïîâûøàþùèìè òåðìè÷åñêóþ ñòàáèëüíîñòü äèñëîêàöèîííîé ñòðóêòóðû íà 423...473 Ê. Êëþ÷åâûå ñëîâà: äëèòåëüíàÿ ïðî÷íîñòü, ìèêðîòåêó÷åñòü, äèñëîêàöèîííûé êðèòåðèé. Ââåäåíèå.  ñîîòâåòñòâèè ñ Ãîñóäàðñòâåííîé ïðîãðàììîé Óêðàèíû äèà- ãíîñòèêà ñîñòîÿíèÿ ìàòåðèàëîâ (îáíàðóæåíèå è óñòðàíåíèå äåôåêòîâ) ñ÷èòà- åòñÿ îäíèì èç ïðèîðèòåòíûõ íàïðàâëåíèé ïîâûøåíèÿ èõ íàäåæíîñòè è ïðîäëåíèÿ ðåñóðñà áåçîïàñíîé ýêñïëóàòàöèè ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé è ñîîðó- æåíèé. Ïðîãíîçèðóÿ ðàçâèòèå ôèçè÷åñêîãî ìàòåðèàëîâåäåíèÿ è ñîâðåìåííîé ìåòàëëóðãèè, ñïåöèàëèñòû â Óêðàèíå è çà ðóáåæîì ðàññìàòðèâàþò èçìåíåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðàçðóøåíèþ êàê îäèí èç îñíîâíûõ êðèòåðèåâ îöåíêè êà÷åñòâà íîâûõ ïåðñïåêòèâíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ñïëàâîâ è ïðîìûøëåííûõ ìàòå- ðèàëîâ. Âìåñòå ñ òåì â ïîñëåäíåå âðåìÿ îòìå÷àåòñÿ òåîðåòèêî-ïîçíàâàòåëüíàÿ ñèòóàöèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîé öåëåñîîáðàçíåå ðàçâèâàòü íîâûå äèàãíîñòè÷åñêèå ïîäõîäû, ïðåäóñìàòðèâàþùèå âîçìîæíîñòü ïðîãíîçèðîâàíèÿ è ïðåäóïðåæäå- íèÿ îáðàçîâàíèÿ (çàðîæäåíèÿ) äåôåêòîâ [1–5]. Ïî äàííûì [1, 6] óðîâåíü ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ (� ò , � â , K c1 è ò.ä.) â óñëîâèÿõ íåïðåðûâíîãî ðàñòÿæåíèÿ (��í const� ) è àêòèâíîé äåôîðìàöèè – íåäîñòàòî÷- íûé êðèòåðèé îöåíêè ðàáîòîñïîñîáíîñòè (ðåñóðñà) íîâûõ ìàòåðèàëîâ è © Â. Ã. ÒÊÀ×ÅÍÊÎ, 2013 58 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 * Ðàáîòà ïðåäñòàâëåíà íà IV Ìåæäóíàðîäíîé êîíôåðåíöèè “Äåôåêòû è ðàçðóøåíèå ìàòå- ðèàëîâ è íàíîìàòåðèàëîâ”. – Ì.: ÈÌÅÒ ÐÀÍ, 2011. íàäåæíîñòè èçãîòîâëåííûõ èç íèõ êîíñòðóêöèé, êîòîðûå ðàáîòàþò ïðè äëè- òåëüíîì äèíàìè÷åñêîì íàãðóæåíèè, êîãäà âûñîêàÿ óäåëüíàÿ æåñòêîñòü Å �, íåçíà÷èòåëüíûé ìîìåíò èíåðöèè è ñîïðîòèâëåíèå çàâèñèìîé îò âðåìåíè ìèêðîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè (ÌÏÄ) èëè ìèêðîòåêó÷åñòè (ÌÊÒ) ñòàíî- âÿòñÿ îïðåäåëÿþùèìè. Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì äëèòåëüíîå (çàâèñèìîå îò âðåìåíè) âîçäåéñòâèå íàãðóçêè ìîæåò âûçâàòü ìàêðîñêîïè- ÷åñêîå (îêîí÷àòåëüíîå) ðàçðóøåíèå ðåàëüíûõ êðèñòàëëîâ ïðè êðèòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèÿõ, êîòîðûå ñóùåñòâåííî íèæå ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ïðåäåëà òåêó- ÷åñòè � ò . Ïåðâàÿ ïîïûòêà ðàçäåëèòü âêëàäû ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè è ðàçðóøå- íèÿ ïî êèíåòè÷åñêèì êðèâûì ïîëçó÷åñòè áûëà ïðåäïðèíÿòà Ðèä-Õèëëîì [7]. Ââåäåííîå èì ïîíÿòèå òåìïåðàòóðû ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè (ÏÄÏ) Ò ïäï ñîîòâåòñòâóåò òåìïåðàòóðå, ìàêñèìàëüíîé ïî îòíîøåíèþ ê àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðå ïëàâëåíèÿ (Ò Òïäï ïë max ), ïðè êîòîðîé ïîòåíöèàëüíûé ñïëàâ ìîæåò âûäåðæàòü íàïðÿæåíèå 70 ÌÏà â òå÷åíèå 100 ÷ áåç ðàçðóøåíèÿ. Èç-çà îòñóòñòâèÿ êîëè÷åñòâåííîãî êðèòåðèÿ ýòîò ïîäõîä ìîæíî èñïîëüçîâàòü òîëüêî äëÿ ïðèáëèçèòåëüíîé èëè êà÷åñòâåííîé îöåíêè ýôôåêòèâíîñòè ëåãèðîâàíèÿ ïîòåíöèàëüíûõ ñïëàâîâ è âûáîðà ëó÷øèõ èç íèõ äëÿ ðàáîòû ïðè ïîâûøåí- íûõ òåìïåðàòóðàõ. Ïî äàííûì [7] ìàãíèé ñ ÃÏÓ ñòðóêòóðîé èìååò ñàìóþ âû- ñîêóþ òåìïåðàòóðó ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè (Ò Òïäï ïë �67%) ñðåäè ïîòåíöèàëüíî ëó÷øèõ ëåãêèõ ñïëàâîâ íà îñíîâå ìàãíèÿ, àëþìèíèÿ è òèòàíà.  ïîñëåäíåå âðåìÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåøåíèÿìè ìåæäóíàðîäíûõ êîí- ôåðåíöèé “Magnesium-2003” è “Euromat-2005” ê ëåãêèì êîíñòðóêöèîííûì ñïëàâàì ïðåäúÿâëÿþòñÿ ïîâûøåííûå òðåáîâàíèÿ, êîòîðûå ó÷èòûâàëè áû çàâèñèìûå îò âðåìåíè (ðåëàêñèðîâàííûå) çíà÷åíèÿ ÌÏÄ è ìîäóëÿ óïðóãîñòè, òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûå âêëàäû ïðî÷íîñòè è ñòðóêòóðíóþ ðåëàêñàöèþ óïðóãèõ íàïðÿæåíèé â îáëàñòè ìàëîìàñøòàáíîãî ïëàñòè÷åñêîãî òå÷åíèÿ ( ~ ... ;� G 10 107 10� � �ÌÊÒ 0 2, % è � ~ ...� 10 109 11� � c�1). Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû – ðàçðàáîòàòü ôèçè÷åñêóþ òåîðèþ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ, êîòîðàÿ ó÷èòûâàëà áû ïåðåõîä îò îäíîðîäíîãî (ìàëîìàñøòàáíîãî) ïëàñòè÷åñêîãî òå÷åíèÿ ê ëîêàëè- çàöèè (ïîëîñ) ñäâèãà, è íà ýòîé îñíîâå ñ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîçèöèé îïðåäåëèòü ñîîòâåòñòâóþùåå ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå ïðè êðèòè÷åñêîé ñêîðîñòè ñäâèãà, ïðèâîäÿùåé ê íàêîïëåíèþ êðèòè÷åñêîé âíóòðåííåé ýíåðãèè (êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé) è îòâåòñòâåííîé çà ôîðìèðîâàíèå ïîëåçíîé (áåç ðàç- ðóøåíèÿ) äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ. 1. Ôèçè÷åñêèå ïðåäïîñûëêè. Îáîñíîâàíèå ïîäõîäà. Çà ïîñëåäíèå 30 ëåò äèñëîêàöèîííàÿ òåîðèÿ â ñî÷åòàíèè ñ ìåõàíèçìîì òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè áûëà øèðîêî èñïîëüçîâàíà äëÿ òåîðåòè÷åñêèõ îöåíîê è ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé, ðàññìàòðèâàþùèõ òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûå âêëàäû ñîïðî- òèâëåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè (íàïðÿæåíèÿ Ïàéåðëñà), ñîïðîòèâëåíèÿ äâèæåíèþ ñâîáîäíûõ äèñëîêàöèé, ñäâèãó è ðàçðóøåíèþ òàê íàçûâàåìûõ ÷èñòûõ ìåòàëëîâ. Îäíàêî èç-çà îáðàçîâàíèÿ ãðàäèåíòíûõ ïëàñòè÷åñêèõ ýôôåê- òîâ â ðåçóëüòàòå âûñîêîé ïëîòíîñòè ïîäâèæíûõ äèñëîêàöèé íà ìåæôàçíîé ïîâåðõíîñòè ãåòåðîôàçíûõ ñòðóêòóð âîçíèêàåò ïðîáëåìà ïðåæäåâðåìåííîé ëîêàëèçàöèè ñäâèãà, à çíà÷èò, è ïðåæäåâðåìåííîãî ðàçðóøåíèÿ êîíñòðóêöèîí- ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 59 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... íûõ ìåòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ [2]. Ïðåæäåâðåìåííàÿ ëîêàëèçàöèÿ ñäâèãîâîé äåôîðìàöèè â òâåðäûõ ðàñòâîðàõ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ ñòðóêòóðíîé ðåëàê- ñàöèè, óñêîðåíèþ øåéêîîáðàçîâàíèÿ, ïåðåõîäó îò îäíîîñíîãî ê òðåõîñíîìó ðàñòÿæåíèþ è, êàê ñëåäñòâèå, ïðåæäåâðåìåííîìó ðàçðóøåíèþ [8–11]. Ñ ó÷å- òîì ýòèõ ïðåäñòàâëåíèé â äàííîé ðàáîòå ïðåäëîæåíà ôèçè÷åñêàÿ ìîäåëü äèñëîêàöèîííîé ìèêðîòåêó÷åñòè, îñíîâàííàÿ íà èäåå ðàñùåïëåíèÿ ýíåðãåòè- ÷åñêîãî óðîâíÿ ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà íà äâà ïîäóðîâíÿ, ðàçäåëåííûõ ýíåð- ãèåé ñâÿçè äèñëîêàöèé ñ ðàñòâîðåííûìè àòîìàìè, ÷òî ïîçâîëÿåò îïèñàòü äèíàìèêó ïðåðûâèñòîãî çàêðåïëåíèÿ äèñëîêàöèé [12, 13]. Êðîìå òîãî, ïî äàííûì [12] â òâåðäûõ ðàñòâîðàõ ñ îäèíàêîâîé òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ íèæíåãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè è íàïðÿæåíèÿ òå÷åíèÿ ðàçáëîêèðîâàíèå çàêðåï- ëåííûõ è äâèæåíèå ðàñêðåïëåííûõ äèñëîêàöèé êîíòðîëèðóþòñÿ îäíèì è òåì æå òåðìè÷åñêè àêòèâèðóåìûì ìåõàíèçìîì. Âàæíî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ñïîñîá- íîñòü ñïëàâîâ ê äåôîðìàöèîííîìó óïðî÷íåíèþ ðàäèêàëüíî óñèëèâàåòñÿ ïðè ôîðìèðîâàíèè ñòðóêòóðíî-ôàçîâûõ ñîñòîÿíèé. 2. Ìåòîäèêà èñïûòàíèé. ×òîáû áîëåå òî÷íî èäåíòèôèöèðîâàòü êîíòðî- ëèðóþùèå äèñëîêàöèîííûå ìåõàíèçìû, èñïîëüçîâàëè äâà âèäà èñïûòàíèé: íà ïîëçó÷åñòü ïðè îäíîîñíîì ðàñòÿæåíèè (ñòàäèÿ äèñëîêàöèîííîé ìèêðî- òåêó÷åñòè ïðè ��ï const� ) è íà äèñëîêàöèîííóþ ðåëàêñàöèþ óïðóãèõ íàïðÿ- æåíèé.  îòëè÷èå îò àêòèâíîé äåôîðìàöèè ïðè íåïðåðûâíîì (êðàòêîâðåìåííîì) ðàñòÿæåíèè (��í const� ), âêëþ÷àþùåì äåôîðìàöèîííîå óïðî÷íåíèå, ðàçìíî- æåíèå äèñëîêàöèé, ôîðìèðîâàíèå ñóáñòðóêòóðû âûøå ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ïðåäåëà òåêó÷åñòè è îêîí÷àòåëüíûé ðàçðûâ ïðè � ~ ...�í 10 103 4� � c�1, äëè- òåëüíûå èñïûòàíèÿ ñïëàâîâ íà ñîïðîòèâëåíèå ïîëçó÷åñòè è ðåëàêñàöèþ íàïðÿæåíèé (ïðè � 0 �const) áûëè ïðîâåäåíû íèæå ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ïðå- äåëà òåêó÷åñòè äëÿ èçìåðåíèÿ ïðåäåëüíîé (çàâèñèìîé îò âðåìåíè) ìèêðî- òåêó÷åñòè (� ~�ÌÊÒ 10 9� c�1) è ïàññèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñäâèãó (ïîëçó÷åñ- òè). Äèñëîêàöèîííûé àíàëèç êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ èçîòåðìè÷åñêîé ïîëçó- ÷åñòè � � � �� ( )ÌÊÒ t t0 [4, 5] ïîêàçûâàåò, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå äâèæåíèå è ïåðåðàñïðåäåëåíèå ñóùåñòâóþùèõ äèñëîêàöèé (äàæå ïðè èõ ñëàáîì ðàçìíî- æåíèè), à çíà÷èò, è ëþáûå ýôôåêòû èõ òîðìîæåíèÿ íà áàðüåðàõ ðàçëè÷íîé ïðèðîäû è ýôôåêòèâíîñòè èãðàþò îïðåäåëÿþùóþ ðîëü â óñëîâèÿõ ìàëî- ìàñøòàáíîãî ïëàñòè÷åñêîãî òå÷åíèÿ êðèñòàëëîâ (� ��0 1 0 2, ... , %, � ~� 10 8� ... ...10 10� c�1, t ~ ...100 200 500�� ÷).  õîäå èñïûòàíèé íà ðåëàêñàöèþ óïðóãèõ íàïðÿæåíèé (�) ïðè îñòàíîâêå ìàøèíû ñêîðîñòü ñóììàðíîé äåôîðìàöèè �� , ñîñòîÿùåé èç óïðóãîé (��ó ) è ïëàñòè÷åñêîé (��ï ) êîìïîíåíò, ïðèðàâíèâàåòñÿ ê íóëþ, ò.å. � �� �ï ó�� � �� 1 Å d dt* , � ãäå Å * – êîìáèíèðîâàííûé ìîäóëü óïðóãîñòè îáðàçöà è ìàøèíû, èëè ìîäóëü óïðóãîñòè îáðàçöà Å äëÿ ñêîðîñòè ñäâèãîâîé äåôîðìàöèè ��� � ��0 7 3 , � .� E d dt Ñîãëàñíî ìåòîäèêå èñïûòàíèé íà ðåëàêñàöèþ íàïðÿæåíèé çíàê “�” îçíà÷àåò, ÷òî óïðóãàÿ äåôîðìàöèÿ (÷åðåç ñêîðîñòü ðåëàêñàöèè) ïðåâðàùàåòñÿ â ïëàñòè÷åñêóþ (äèñëîêàöèîííóþ) ìèêðîòåêó÷åñòü. Ïðè ýòîì 60 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 Â. Ã. Òêà÷åíêî äîïóñêàåòñÿ, ÷òî ñêîðîñòü ïàäåíèÿ (ðåëàêñàöèÿ) íàïðÿæåíèÿ �� �� d dt, ïðî- ïîðöèîíàëüíóþ ñêîðîñòè ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ��ï [14], ìîæíî ïðåä- ñòàâèòü â âèäå � � d dt E � �� .* ï (1) 3. Äèñëîêàöèîííàÿ ðåëàêñàöèÿ íàïðÿæåíèé (àíàëèòè÷åñêèå ðåøå- íèÿ). Òåðìè÷åñêè àêòèâèðóåìûé ïðîöåññ ðåëàêñàöèè àíàëèçèðóåòñÿ, êàê ïðà- âèëî, äëÿ ïîñòîÿííûõ çíà÷åíèé ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé è âíóòðåííåãî íàïðÿ- æåíèÿ. Ñòàáèëüíîñòü ñòðóêòóðû â õîäå ðåëàêñàöèè – îñíîâíîå óñëîâèå äëÿ ïðàâèëüíîãî îïðåäåëåíèÿ àêòèâàöèîííîãî îáúåìà è, ñëåäîâàòåëüíî, óñòàíîâ- ëåíèÿ ìèêðîìåõàíèçìà, êîíòðîëèðóþùåãî ïîäâèæíîñòü äèñëîêàöèé â òâåð- äûõ ðàñòâîðàõ. Ïîýòîìó â ôèçè÷åñêîé ìîäåëè äèñëîêàöèîííîé ìèêðîòåêó- ÷åñòè [13] ðàññìàòðèâàþòñÿ äâà âîçìîæíûõ äèíàìè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèÿ ñèñòåìû ïîäâèæíûõ äèñëîêàöèé ñ ïîäâèæíûìè ðàñòâîðåííûìè àòîìàìè: à) äèíàìè÷åñêîå òîðìîæåíèå ñèñòåìû äèñëîêàöèîííûìè àòìîñôåðàìè (Êîòòðåëëà) ïðè âûñîêèõ íàïðÿæåíèÿõ è íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ; á) ïðåðûâèñòîå çàêðåïëåíèå äèñëîêàöèé â óñëîâèÿõ èõ òåðìè÷åñêè àêòè- âèðîâàííîãî çàêðåïëåíèÿ è ðàñêðåïëåíèÿ ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ è íèç- êèõ íàïðÿæåíèÿõ. 3.1. Òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûé äèñëîêàöèîííûé ìåõàíèçì. Ïðè âû- ñîêèõ íàïðÿæåíèÿõ è íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ äëÿ âñåõ çíà÷åíèé V kT* * �1 èëè L b kTc 2 1 * � ñêîðîñòü äèñëîêàöèîííîé ìèêðîòåêó÷åñòè îïèñûâàåòñÿ êèíåòè÷åñêèì óðàâíåíèåì [13] � � exp , * * * � �� ÌÊÒ ñâ� � � �� � � � � � � �0 U E V kT (2) ãäå � – êîýôôèöèåíò îðèåíòàöèè Òåéëîðà, ñâÿçûâàþùèé äåôîðìàöèþ ðàñ- òÿæåíèÿ ñ äåôîðìàöèåé ñäâèãà; ��0 – ïðåäýêñïîíåíöèàëüíûé ìíîæèòåëü, � ;� � ��0 02� ï.äb �ï.ä – èñõîäíàÿ ïëîòíîñòü ñóùåñòâóþùèõ ïîäâèæíûõ äèñëî- êàöèé; � ~ b – àêòèâàöèîííîå ðàññòîÿíèå, ò.å. äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà äèñëîêàöèè ìåæäó òåðìè÷åñêè àêòèâèðóåìûìè ïðåïÿòñòâèÿìè; � 0 – ÷àñòîòà êîëåáàíèé äèñëîêàöèè (~ 1010 Ãö), óñïåøíî ïðåîäîëåâàþùåé áëèçêîäåéñòâó- þùèé ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð; �ä – ñêîðîñòü äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé, �ä � � �� 0 ; U * – ýíåðãèÿ àêòèâàöèè äâèæåíèÿ äèñëîêàöèîííûõ àòìîñôåð Êîòò- ðåëëà, ñîñòîÿùèõ èç ðàñòâîðåííûõ ïðèìåñíûõ àòîìîâ (ÏÀ); Åñâ – ýíåðãèÿ ñâÿçè äèñëîêàöèè ñ ïîäâèæíîé àòìîñôåðîé Êîòòðåëëà; V * – àêòèâàöèîííûé îáúåì ýëåìåíòàðíîãî ñäâèãà ÌÏÄ; V * * – íàíîîáúåì, â êîòîðîì ýôôåê- òèâíîå íàïðÿæåíèå ñäâèãà * âûïîëíÿåò ðàáîòó â õîäå òåðìè÷åñêè àêòèâè- ðóåìîãî ïðåîäîëåíèÿ áàðüåðà; b – ìîäóëü âåêòîðà Áþðãåðñà, êîòîðûé õàðàê- òåðèçóåò ñòåïåíü èñêàæåííîñòè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ïî êîíòóðó íåâÿç- êè; kT – òåðìîäèíàìè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà. ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 61 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... Äëÿ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ ëåãèðîâàííûõ êðèñòàëëîâ ñ îãðàíè÷åííî ïîäâèæ- íîé íàíîðàçìåðíîé ñòðóêòóðîé óðàâíåíèå (2) ïðèíèìàåò âèä � � exp , * * * � �� ÌÊÒ ñâ� � � �� � � � � � � �0 2U E L b kT c (3) ãäå Lc – àêòèâàöèîííàÿ äëèíà äèñëîêàöèîííîãî íàíîñåãìåíòà ìåæäó ïîäâèæ- íûìè óçëàìè çàêðåïëåíèÿ; Åñâ * – ýíåðãèÿ ñâÿçè äèñëîêàöèè ñ àòìîñôåðîé èç ðàñòâîðåííûõ àòîìîâ ëåãèðóþùèõ ýëåìåíòîâ; L b Vc 2 � * .  óñëîâèÿõ äèíàìè÷åñêîãî òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèîííûõ àòìîñôåð ïëàñ- òè÷åñêàÿ ðåëàêñàöèÿ íàïðÿæåíèé îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì [14] � �K ì � *� èëè d dt K d dt �* ,�� ì (4) ãäå t – âðåìÿ ðåëàêñàöèè; K ì – æåñòêîñòü ìàøèíû (ïî äèíàìîìåòðó), êîòîðàÿ îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé âåëè÷èíîé ïðè âñåõ óñëîâèÿõ èñïûòàíèé (â ïðåäåëàõ óïðóãîé äåôîðìàöèè). Èñïîëüçóÿ ñîîòíîøåíèå (4) è óñëîâèå * max *� ïðè t�0, à òàêæå îáúåäèíÿÿ óðàâíåíèÿ (3) è (4) è ðàçäåëÿÿ ïåðåìåííûå, ïîëó÷àåì ñëåäóþùåå äèôôåðåíöèàëüíîå óðàâíåíèå: d dt K U E kT V kT � * * * � exp exp .�� � �� � � � � � � � � � � � � � �ì ñâ 0 (5) Ïóòåì èíòåãðèðîâàíèÿ äèôôåðåíöèàëüíîãî óðàâíåíèÿ (5) íàõîäèì åãî ðåøåíèå. Ñ ó÷åòîì ãðàíè÷íûõ óñëîâèé * max *( )t � ïðè t�0 è * ( )t G� ïðè t tG� , ãäå tG – âðåìÿ îêîí÷àíèÿ ðåëàêñàöèè, ïîëó÷èì � � � � � � � � � � � �� � �exp � exp * * *max V kT d K U E kT G Gt � �ì ñâ 0 0 � � � � � � �dt. (6) Ìíîæèòåëè K ì è ��0 ïîä çíàêîì èíòåãðàëà â ïðàâîé ÷àñòè óðàâíåíèÿ (6) ÿâëÿþòñÿ êîíñòàíòàìè. Ïîñëå èíòåãðèðîâàíèÿ óðàâíåíèå (6) ïðåîáðàçóåòñÿ ê âèäó � � � � � � � � �� � �� � � � � � � �exp exp * * * * V kT V kT K t U E kTG � �0 ì ñâ . (7)  ðåçóëüòàòå ëîãàðèôìèðîâàíèÿ (7) ïîëó÷èì óðàâíåíèå ðåëàêñàöèè äëÿ ýôôåêòèâíîãî (òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîãî) íàïðÿæåíèÿ ñäâèãà, çàâèñèìîãî îò �� è Ò: 62 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 Â. Ã. Òêà÷åíêî � �* * * * ln � ,� � � � � � � � � � � � � � � � � kT V U E kT V K t kT Gñâ ì0 (8) ãäå ! � � V K kT * � . 0 ì Òîãäà çàïèøåì � !* * *( ) ln( ).V U E kT t� � �ñâ (9) Ïîñëå ïîòåíöèðîâàíèÿ óðàâíåíèÿ (9) âðåìÿ ðåëàêñàöèè, îáåñïå÷èâàþùåå íàêîïëåíèå ÌÏÄ (äî ëîêàëèçàöèè ñäâèãà), âû÷èñëÿåòñÿ èç ñîîòíîøåíèÿ t U E V kT � � �� � � � � � � � 1 ! exp . * * * ñâ � (10) Ïðè * �0 ïåðåõîä ê àòåðìè÷åñêîé êîìïîíåíòå G îïðåäåëÿåòñÿ âûðà- æåíèåì U E kT tG * ln( ).� �ñâ ! (11) 3.2. Òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûé ìåõàíèçì ïðåðûâèñòîãî çàêðåïëå- íèÿ äèñëîêàöèé. Ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ è íèçêèõ íàïðÿæåíèÿõ, ñîîò- âåòñòâóþùèõ óñëîâèÿì V kT* * ""1 èëè * ,L b kTc 2 1"" ñêîðîñòü ìèêðî- òåêó÷åñòè êîíòðîëèðóåòñÿ ïðåðûâèñòûì (ïîâòîðíûì) çàêðåïëåíèåì äèñëî- êàöèé: � � exp sinh * * * � �� ÌÊÒ ñâ� � �� � � � � � � � � � � � � � 0 U V kT E kT (12) äëÿ ïðèìåñíûõ ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ, � � exp sinh * * * � �� ÌÊÒ ñâ� � �� � � � � � � � � � � � � � � 0 2U L b kT E kT c � (13) äëÿ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ ëåãèðîâàííûõ êðèñòàëëîâ. Îáúåäèíÿÿ óðàâíåíèÿ (4) è (12) � � � �� � � � � � � � � � � � � d dt K U L b kT E kT c � * * � exp sinh 1 0 2 2 ì ñâ�, (14) ïîëó÷àåì èíòåãðàëüíîå óðàâíåíèå � � � � � � � � � � �� �exp ( � )sinh * * * max * V kT d K Å k G Gt � ì ñâ 0 0 T U kT dt � � � � � � � � � � � � � � �exp . * (15) ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 63 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... Ïîñëå èíòåãðèðîâàíèÿ âûðàæåíèå (15) ñâîäèòñÿ ê ðàâåíñòâó kT V V kT K U kT E * * * * exp � exp sinh� � � � � � � � �� � � � � � � � � � � �ì 0 ñâ kT t. (16)  ïîëóëîãàðèôìè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ � * ln� t óðàâíåíèå (16) ïðèíè- ìàåò âèä � �� � � � � � � � � � � � �* * * * ln �V kT U kT E kT K V kT t 2 0ñâ ì (17) èëè � !* * *( ) ln( ),V U E kT t� � �2 ñâ (18) ãäå ! � � � � K L b kT K V kT cì ì� � ; * 0 2 0 � ;� � ��0 � ïäb V L bc * .� 2 Óðàâíåíèå ðåëàêñàöèè (18) ïîçâîëÿåò ðàçäåëèòü áëèçêîäåéñòâóþùèå âêëà- äû òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè è ñèëîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äèñëîêàöèé ñ ïîäâèæ- íûìè óçëàìè çàêðåïëåíèÿ íàíîñåãìåíòîâ äëèíîé Lc â àêòèâàöèîííîì íàíî- îáúåìå V L bc * .� 2 Ïîñëå ïîòåíöèðîâàíèÿ (18) ïðåîáðàçóåòñÿ ê âèäó t U E V kT � � �� � � � � � � � 1 2 ! exp . * * * ñâ � (19) Ïðè * �0 (ïåðåõîä ê àòåðìè÷åñêîé êîìïîíåíòå G ) óðàâíåíèå ðåëàê- ñàöèè (19) ñâîäèòñÿ ê U E kT tG * ln( ).� �2 ñâ ! (20) 3.3. Äîñòîâåðíîñòü ìîäåëè: ñðàâíåíèå òåîðåòè÷åñêèõ äàííûõ ñ ýêñ- ïåðèìåíòàëüíûìè. Êðèâûå ðåëàêñàöèè íàïðÿæåíèé äëÿ ñïëàâà Ìg–12,5Al– 1,3Ca–0,1Ti ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñóíêå. Àíàëèç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ïîêàçûâàåò, ÷òî ðåëàêñàöèÿ íàïðÿæåíèé ïîä÷èíÿåòñÿ ëîãàðèôìè÷åñêîìó çàêîíó äëÿ ìåõàíèçìà ïðåðûâèñòîãî çàêðåïëåíèÿ äèñëî- êàöèé, êîíòðîëèðóþùåãî ñêîðîñòü ìèêðîòåêó÷åñòè â íàíîîáúåìàõ 15 20 3... b ïðè 423 Ê è 35 3b ïðè 523 Ê (U E* , ,� � � #2 0 7 112 1019 ñâ ýÂ Äæ). Ïðè óìåíüøåíèè âêëàäà � * *V ñ óâåëè÷åíèåì âðåìåíè ðåëàêñàöèè t âîçðàñòàåò âêëàä òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè (â òîì æå íàíîîáúåìå). Âàæíî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ïîëó÷åííûå óðàâíåíèÿ ðåëàêñàöèè ïî ñâîåé ñòðóêòóðå ìàëî îòëè÷àþòñÿ îò àíàëèòè÷åñêèõ ðåøåíèé [5, 8], îäíàêî ó÷åò àêòèâàöèîííîãî ïîòåíöèàëà ( *U E� ñâ è U E* )�2 ñâ ïîçâîëÿåò ðàçäåëèòü áëèçêîäåéñòâóþùèå âêëàäû ñèëîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ò.å. ðàáîòû âíåøíèõ ñèë � * *V â íàíîîáúåìå V * , b 3 (â åäèíèöàõ âåêòîðà Áþðãåðñà) è òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè. 64 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 Â. Ã. Òêà÷åíêî Åñëè ó÷åñòü îòíîñèòåëüíîå êîëè÷åñòâî (äîëþ) f îáùåé ðàáîòû (èëè ýíåðãèþ Åïä), êîòîðàÿ íàêîïëåíà äèñëîêàöèÿìè ïðè ðàñòÿæåíèè ( f ~ ,0 1 [15]), õàðàêòåðèñòè÷åñêîå âðåìÿ t * ðàâíîìåðíîãî óäëèíåíèÿ íà óñòàíîâèâ- øåéñÿ ñòàäèè ïîëçó÷åñòè (� ï const� ), èñêëþ÷àþùåé èçìåíåíèå ñõåìû íàïðÿ- æåííîãî ñîñòîÿíèÿ, îïðåäåëÿåòñÿ èç ñîîòíîøåíèÿ t E bf * .� � � � � � � � � 2 1� � � ï ïä ïä ïä (21) Ñîãëàñíî äàííûì òàáë. 1 ýêñïåðèìåíòàëüíûå çíà÷åíèÿ tý * ìåíüøå ðàñ- ÷åòíûõ (t tý ð * *"" ) èç-çà ïðåæäåâðåìåííîé ëîêàëèçàöèè ñäâèãà â ÃÏÓ êðèñ- òàëëàõ ñ íåäîñòàòêîì íåçàâèñèìûõ àêòèâíûõ ñèñòåì ñêîëüæåíèÿ, êîòîðûå îãðàíè÷èâàþò ðàâíîìåðíîå óäëèíåíèå è ïîëåçíóþ äëèòåëüíóþ ïðî÷íîñòü ìàãíèåâûõ ñïëàâîâ (òàáë. 2). Òåì íå ìåíåå âû÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ îãðàíè- ÷åííûõ ñêîðîñòåé äèñëîêàöèé �ïä, îáóñëîâëåííûõ òîðìîæåíèåì àòìîñôå- ðàìè Êîòòðåëëà, õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè [15]. Ïîñêîëüêó ýêñïåðèìåíòàëüíî îöåíèòü ïëîòíîñòü äèñëîêàöèé �ïä â ëèòûõ (ìàãíèåâûõ) ñïëàâàõ äîñòàòî÷íî òðóäíî, íîâûé ïîäõîä ïîçâîëÿåò âû÷èñëèòü åå ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ. 4. Êðèòåðèé ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè. Ïàññèâíàÿ äåôîðìàöèÿ ïðè ïîëçó÷åñòè õàðàêòåðèçóåòñÿ ðàâíîìåðíûì óäëèíåíèåì íà óñòàíîâèâøåé- ñÿ ñòàäèè, èñêëþ÷àþùåé øåéêîîáðàçîâàíèå.  ýòîì ñëó÷àå âàæíû ñêîðîñòü äâèæåíèÿ è ïåðåðàñïðåäåëåíèå ïîäâèæíûõ äèñëîêàöèé ñðåäíåé ïëîòíîñòè ×èñëåííûé àíàëèç óðàâíåíèÿ äèñëîêàöèîííîé ðåëàêñàöèè (18) äëÿ ñïëàâà Mg–12,5Al–1,3Ca– 0,1Ti c ðàçäåëåíèåì âêëàäîâ ðàáîòû ïðèëîæåííîãî (â íàíîîáúåìå) íàïðÿæåíèÿ (� * *V ) – êðèâûå 1, 2 è ýíåðãèè òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè (U E V* * *� �2 câ � ) – êðèâûå $1 , $2 , îáåñïå÷è- âàþùèõ ïðåîäîëåíèå áëèçêîäåéñòâóþùåãî ïðåïÿòñòâèÿ ïî ìåõàíèçìó ïðåðûâèñòîãî çàêðåïëå- íèÿ äèñëîêàöèé ïðè òåìïåðàóðàõ 523 (1 è $1 , V b* � 35 3) è 423 Ê (2 è $2 , V b* � 20 3). ln t � * * , V # � 1 0 1 9 Ä æ [( ) ] , * * * U E V � � # � 2 1 0 1 9 ñâ � Ä æ ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 65 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... �ïä const� . Ñîãëàñíî [15] ýíåðãåòè÷åñêèé áàëàíñ ïðè � ï const� îïèñûâàåò- ñÿ âûðàæåíèåì Å f d T ïä ïä ò� � � � � � 0 , (22) ãäå Åïä – ëèíåéíàÿ ýíåðãèÿ äèñëîêàöèé. Ïîýòîìó äëÿ çàäàííîé âåëè÷èíû äåôîðìàöèè (�0ï const� ) ýíåðãèþ, íà- êîïëåííóþ ïîäâèæíûìè äèñëîêàöèÿìè, ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ðàâåíñòâà Å f f E t ïä ïä ïäï 0ï ïäï ïä ïä � � � � � � � % � � , * (23) Ò à á ë è ö à 1 Ñðàâíåíèå ðàñ÷åòíûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ � ïä è t* ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äëÿ ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ Ñèñòåìà ñïëàâà �,� ñ 1� � ïä , ì 1� b# �10 10 , ì f � ïä , ñ 1� t* , ÷ Mg–12,5Al–1,3Ca 10 9� 108 3,2 0,10 6 2 10 1 0 10 7 8 , , # # � � 1100 200 10 9� 109 3,2 0,10 6 2 10 1 0 10 8 8 , , # # � � 277 200 10 9� 109 3,2 0,01 1 0 10 1 0 10 7 8 , , # # � � 0 5 200 , Ìîíîêðèñòàëë W [15] � ï.ä 8 109 2,5 0,10 8 8 0 10 9 � , � # � 210 � Ïðèìå÷àíèå. Çäåñü è â òàáë. 2 íàä ÷åðòîé ïðèâåäåíû ðàñ÷åòíûå äàííûå, ïîä ÷åðòîé – ýêñïåðèìåíòàëüíûå. Ò à á ë è ö à 2 Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàãíèåâûõ ñïëàâîâ (ðàñòÿæåíèå ïðè 423 Ê) Ñèñòåìà ñïëàâà Âðåìÿ íàãðóæåíèÿ t* , ÷ Ìàêðîñêîïè- ÷åñêèé ïðåäåë òåêó÷åñòè, ÌÏà Ïðåäåë ÏÄÏ, ÌÏà Äîïóñê íà îäíîðîäíóþ äåôîðìàöèþ, % Mg–9Al–1Zn AZ91D (Dow Chemical Corp., USA) 185 200 170 35 2,5 AZ91D–2Ca 70 50 220 64 0,1 Mg–12,5Al–1,3Ca 220 180 157 65 0 2, Mg–12,5Al–1,3Ca– 0,3Mn–0,1Ti 277 200 180 70 0 4, 66 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 Â. Ã. Òêà÷åíêî ãäå f� ïäï – ÷àñòü íàïðÿæåíèÿ (ñäâèãà), íåîáõîäèìîãî äëÿ àêòèâàöèè ïîäâèæ- íûõ äèñëîêàöèé ïëîòíîñòüþ �ïä; t * – õàðàêòåðèñòè÷åñêîå âðåìÿ, êîòîðîå îïðåäåëÿåò äëèòåëüíîñòü çàäàííîé (ðàâíîìåðíîé) äåôîðìàöèè. 4.1. Ìåõàíèçì òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèîííûõ àòìîñôåð. Èçáûòî÷íàÿ ýíåðãèÿ îäíîé (êðàåâîé) äèñëîêàöèè îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì [16] Å Gb r rä � � 2 04 1& �( ) ln , (24) ãäå G – ìîäóëü ñäâèãà; r – ðàäèóñ êðèâèçíû äèñëîêàöèè èëè êðèñòàëëà, ñîäåðæàùåãî äèñëîêàöèþ, r Gb f� � ; r0 – ðàäèóñ ýêðàíèðîâàíèÿ, èëè ïðåäåë èíòåãðèðîâàíèÿ, r0 1� íì ïî ìåõàíèçìó Êîòòðåëëà èëè r b0 � â îáùåì ñëó÷àå; � f – ñîïðîòèâëåíèå äâèæåíèþ äèñëîêàöèé (íàïðÿæåíèå òðåíèÿ). Ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîîòíîøåíèé (23), (24) äëÿ ýíåðãèè äèñëîêàöèé è (3) äëÿ ñêîðîñòè ÌÏÄ ïîëó÷èì t f Gb r r b v U E V kT * * *ln( ) ( ) exp� � & ' � � ïäï ïä ïä ñâ� � �2 0 04 1 2 � � � � � � � �. (25) Òîãäà äèñëîêàöèîííûé êðèòåðèé ÏÄÏ îïðåäåëÿåòñÿ íåðàâåíñòâàìè (26) è (27): t f Gb r b U E V kT * * *ln( ) ( ) exp� & ' � ïäï êð ñâ ïäï " � � �� � � � � �8 1 � � (26) èëè t f Gb r b U E V kT * * *ln( ) ( )� exp � � & ' � ïäï êð êð ñâ ïäï " � � � 2 8 1 � � � � � � � �, (27) ãäå � ïäï – êðèòè÷åñêîå (ïîðîãîâîå) íàïðÿæåíèå ÏÄÏ â îáëàñòè ëîêàëèçî- âàííîãî ñäâèãà; Ò ïäï – ìàêñèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè, ââåäåííàÿ Ðèä-Õèëëîì [7] äëÿ êà÷åñòâåííîé îöåíêè ýôôåêòèâ- íîñòè ëåãèðîâàíèÿ ñïëàâîâ; Gb – ñäâèãîâàÿ óñòîé÷èâîñòü (æåñòêîñòü) êðèñ- òàëëè÷åñêîé ðåøåòêè; ln( )r r0 – ìåäëåííî èçìåíÿþùàÿñÿ ôóíêöèÿ r; r b( – ðàäèóñ êðèâèçíû äèñëîêàöèè ìåæäó ïîäâèæíûìè óçëàìè çàêðåïëåíèÿ; �êð – êðèòè÷åñêàÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé, � � �êð êð� 0 ; ' – êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà; �Gb 2 – ëèíåéíîå íàòÿæåíèå (èçáûòî÷íàÿ ýíåðãèÿ) äèñëîêàöèè; �êð – êðèòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü ïîäâèæíûõ äèñëîêàöèé; ��êð – êðèòè÷åñêàÿ ñêîðîñòü ëîêàëüíîé (ñîñðåäîòî÷åííîé) äåôîðìàöèè ñäâèãà; ïäï – ïðèâå- äåííîå êðèòè÷åñêîå íàïðÿæåíèå ñäâèãà. Ïðè ýòîì ðàäèóñ êðèâèçíû äèñëî- êàöèè (ìåæäó ïîäâèæíûìè óçëàìè çàêðåïëåíèÿ) ìîæíî âû÷èñëèòü èç âûðà- æåíèÿ r Gb f� � (äëÿ ìåòàëëîâ E G � 2,6). ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 67 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... Ïðè Ò Òïäï ý) ( * �0) âûðàæåíèå (27) ïðèíèìàåò âèä t f Gb r b U E kT * ln( ) ( ) exp ,� & ' �ïäï ä ñâ ý " � � 8 1 (28) ãäå � ïäï – àòåðìè÷åñêàÿ êîìïîíåíòà ïðèëîæåííîãî íàïðÿæåíèÿ (ðàñòÿæå- íèÿ); Ò ý – ýíòðîïèéíàÿ òåìïåðàòóðà, ïðè êîòîðîé êîãåðåíòíûå ôëóêòóàöèè ñïîñîáíû ïðåîäîëåâàòü ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð áåç ïðèëîæåíèÿ âíåøíèõ ñèë. 4.2. Ìåõàíèçì ïðåðûâèñòîãî (ïîâòîðíîãî) çàêðåïëåíèÿ äèñëîêàöèé. Ïî àíàëîãèè ñ óðàâíåíèåì (25) ýíåðãåòè÷åñêèé áàëàíñ, îáåñïå÷èâàþùèé îãðàíè÷åííóþ ïîäâèæíîñòü äèñëîêàöèé â ðåçóëüòàòå ñî÷åòàíèÿ òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîãî çàêðåïëåíèÿ è òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîãî ðàñêðåïëåíèÿ ëèíåéíûõ äåôåêòîâ, îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì t f Gb r b b E kT U V* *ln( ) ( )sinh( ) exp� � � � �� ïäï ïä ïä ñâ � �2 02 * . kTïäï � � � � � � � � (29) Ïîñêîëüêó �0 b Lc – ÷àñòîòà êîëåáàíèé êðàåâîé äèñëîêàöèè, êîòîðàÿ òåðìè÷åñêè ðàñêðåïëÿåòñÿ è ïîâòîðíî çàêðåïëÿåòñÿ ïðè ïîâûøåííûõ òåì- ïåðàòóðàõ, îñîáåííî â îáëàñòè äèíàìè÷åñêîãî äåôîðìèðîâàíèÿ ñòàðåíèÿ, äèñëîêàöèîííûé êðèòåðèé ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ìîæåò áûòü ïðåä- ñòàâëåí ñëåäóþùèìè íåðàâåíñòâàìè: f t Gb r b U E L b kT c� & ' � ïäï êð ñâ ïäï * *ln( ) ( ) exp" � � � 8 1 2 2 (30) èëè f t Gb r b U E L b kT c � � & ' � ïäï êð êð ñâ ï * *ln( ) ( )� exp" � � 2 2 8 1 2 äï . (31) Ïðè Ò Ò) ý * ( )* )0 óðàâíåíèå (31) ïðèíèìàåò âèä f t Gb r b U E kT � & ' �ïäï êð ñâ ý * ln( ) ( ) exp ." � � 8 1 2 (32) Àíàëèòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ (26)–(28) è (30)–(32) ñ îäèíàêîâîé ñòðóê- òóðîé ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ôèçè÷åñêèé (äèñëîêàöèîííûé) êðèòåðèé ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ. Êðèòåðèé ÿâëÿåòñÿ óíèâåð- ñàëüíûì, òàê êàê åãî ñòðóêòóðà âêëþ÷àåò ýíåðãåòè÷åñêèå âêëàäû ñèëîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äèñëîêàöèé è òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè. Âêëàä ñèëîâîãî âçàèìî- äåéñòâèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñâîéñòâàìè (æåñòêîñòüþ/ðàçìÿã÷åíèåì) êðèñòàëëè÷åñ- êîé ðåøåòêè è äèñëîêàöèé (ïðåæäå âñåãî, ñêîðîñòüþ èõ äâèæåíèÿ �ä). Âêëàä òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè ó÷èòûâàåò ôèçè÷åñêóþ ïðèðîäó êîíêðåòíîãî äèñëî- êàöèîííîãî ìåõàíèçìà, êîíòðîëèðóþùåãî ñêîðîñòü ÌÏÄ �� â îïðåäåëåííîì 68 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 Â. Ã. Òêà÷åíêî èíòåðâàëå òåìïåðàòóð. Ìåõàíèçì ÌÏÄ ìîæåò áûòü ëåãêî óñòàíîâëåí ïî àêòèâàöèîííûì ïàðàìåòðàì [17] ïðè èññëåäîâàíèè êðèòåðèÿ ÏÄÏ â êîîðäè- íàòàõ ln( )*t f T� ï �1 è � *�t T�1 . Ïðè Ò Ò�� ý ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð ïðå- îäîëåâàåòñÿ ïî òåðìîôëóêòóàöèîííîìó ìåõàíèçìó ( * �0). Êàê èçâåñòíî, ìîäóëü ñäâèãà G T( ) õàðàêòåðèçóåò ïðî÷íîñòü (ïåðåêëþ÷åíèå) ìåæàòîìíûõ ñâÿçåé [18], à íå èõ ðàçðûâ ïî òåðìîôëóêòóàöèîííîìó ìåõàíèçìó, êàê ñëåäóåò èç [19]. Òàêèì îáðàçîì, óñòîé÷èâàÿ äèññèïàòèâíàÿ (äèñëîêàöèîííàÿ) ñòðóêòóðà, êîòîðàÿ ñîõðàíÿåòñÿ ïîä äåéñòâèåì íàãðóçêè â óñëîâèÿõ äëèòåëüíûõ èñïû- òàíèé, ôîðìèðóåò â èòîãå ïîëåçíóþ äëèòåëüíóþ ïðî÷íîñòü ìåòàëëè÷åñêèõ ñèñòåì ñïëàâîâ. Âîçìîæíîñòü äåãðàäàöèè ýòîé ñòðóêòóðû ñëåäóåò ðàññìàòðè- âàòü êàê ìåðó àäàïòèâíîñòè ñèñòåì ê ëîêàëèçàöèè ñäâèãà. Âûäâèíóòàÿ êîíöåï- öèÿ ïîëåçíîé (áåç ðàçðóøåíèÿ) äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñ- òàëëîâ, îñíîâàííàÿ íà ôèçè÷åñêîé êèíåòèêå òîðìîæåíèÿ äåôåêòîâ, ó÷èòûâàåò ðåøàþùóþ ðîëü ëîêàëèçàöèè ñäâèãà â ñòðóêòóðíîé ïîäãîòîâêå ïðåæäåâðå- ìåííîãî ðàçðóøåíèÿ. Äîñòèæåíèå êðèòè÷åñêîãî óðîâíÿ íàêîïëåííîé âíóò- ðåííåé ýíåðãèè (êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé) â õîäå çàâèñèìîé îò âðåìåíè îäíîðîäíîé ÌÏÄ âûçûâàåò äåôîðìàöèîííóþ íåñòàáèëüíîñòü, êîòî- ðàÿ âîçíèêàåò èç-çà ïîòåðè òðàíñëÿöèîííîé ñèììåòðèè, ñäâèãîâîé óñòîé÷è- âîñòè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè è ñîïðîâîæäàåòñÿ ëîêàëèçàöèåé ñîïðîòèâ- ëåíèÿ ñäâèãó è ñíèæåíèåì äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè êðèñòàëëîâ. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñëóæàò ôèçè÷åñêîé îñíîâîé òåîðèè ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷- íîñòè, ñâîáîäíîé îò ÷èñòî ìàòåìàòè÷åñêèõ òðóäíîñòåé è îïðåäåëÿþùåé êîíòðîëèðóþùèå ìåõàíèçìû ïî äàííûì òåðìîàêòèâàöèîííîãî àíàëèçà.  û â î ä û 1. Ïîëó÷åíû ëîãàðèôìè÷åñêèå óðàâíåíèÿ äèñëîêàöèîííîé ðåëàêñàöèè, êîòîðàÿ êîíòðîëèðóåòñÿ, â ÷àñòíîñòè, â íàíîîáúåìàõ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ ìåõà- íèçìîì äèíàìè÷åñêîãî òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèîííûõ àòìîñôåð (ñ ïîäâèæíû- ìè óçëàìè çàêðåïëåíèÿ) ïðè âûñîêèõ íàïðÿæåíèÿõ è íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ è ìåõàíèçìîì ïðåðûâèñòîãî (ïîâòîðíîãî) çàêðåïëåíèÿ äèñëîêàöèé ïðè íèçêèõ íàïðÿæåíèÿõ è ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ. 2.  ðàìêàõ íîâîãî ñòðóêòóðíî-ýíåðãåòè÷åñêîãî ïîäõîäà âïåðâûå ïîêà- çàíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ðàçäåëåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêèõ âêëàäîâ ñèëî- âîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè äëÿ ñâÿçàííûõ äèñëîêàöèé, óñïåøíî ïðåîäîëåâàþùèõ áëèçêîäåéñòâóþùèå ïîòåíöèàëüíûå áàðüåðû â õîäå òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîé ðåëàêñàöèè íàïðÿæåíèé, â òîì ÷èñëå â óñëîâèÿõ ïðåðûâèñòîãî (ïîâòîðíîãî) òå÷åíèÿ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ. Ðåçóëüòàòû àêòèâàöè- îííîãî àíàëèçà è òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû ñîîòâåòñòâóþò ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì äëÿ ïðîìûøëåííûõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìàãíèåâûõ ñïëàâîâ. 3. Ðàçðàáîòàí ýíåðãåòè÷åñêèé (äèñëîêàöèîííûé) êðèòåðèé ïîëåçíîé äëè- òåëüíîé ïðî÷íîñòè, êîòîðûé ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ êîëè÷åñòâåííîé îöåíêè ýôôåêòèâíîñòè ëåãèðîâàíèÿ íîâûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ñïëàâîâ, à òàêæå äëÿ óëó÷øåíèÿ èõ ñîïðîòèâëåíèÿ ïîëçó÷åñòè, äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè è îæèäàåìîãî ðåñóðñà ýêñïëóàòàöèè. Ïðè íàïðÿæåíèÿõ è òåìïåðàòóðàõ íèæå êðèòè÷åñêèõ ñïëàâ, íàïðèìåð, Mg–12,5Al–1,3Ca–0.3Mn–0,1Ti ñ÷èòàåòñÿ ðå- ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 69 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... ëàêñàöèîííî-ñòîéêèì (� ~� 10 9 1� �c ) è ñïîñîáíûì âûäåðæàòü çàäàííóþ äëè- òåëüíóþ íàãðóçêó (70 ÌÏà) ñ äîïóñêîì íà äåôîðìàöèþ � (0,2...0,4%) áåç ðàçðóøåíèÿ â òå÷åíèå 200 ÷. Ð å ç þ ì å Ó ðàìêàõ âèñóíåíî¿ êîíöåïö³¿ êîðèñíî¿, òîáòî âèêëþ÷àþ÷î¿ ðóéíóâàííÿ, òðè- âàëî¿ ì³öíîñò³ ìåòàëåâèõ êðèñòàë³â ïðîâåäåíî òåîðåòè÷í³ é åêñïåðèìåíòàëüí³ äîñë³äæåííÿ ô³çè÷íî¿ ïðèðîäè ì³êðîïëèííîñò³ ³ äèñëîêàö³éíî¿ ðåëàêñàö³¿ íàïðóæåíü. Âèêîíàíî àêòèâàö³éíèé àíàë³ç ìåõàí³çìó ïåðåðèâ÷àñòîãî (ïîâòîð- íîãî) çàêð³ïëåííÿ äèñëîêàö³é ³ ðîçä³ëåíî âêëàäè ñèëîâî¿ âçàºìî䳿 ³ òåðì³÷íî¿ àêòèâàö³¿ çâ’ÿçàíèõ äèñëîêàö³é, ùî çàáåçïå÷óþòü ïîäîëàííÿ áëèçüêîä³éíèõ áàð’ºð³â ó íàíîîá’ºìàõ ïåðâèííèõ �-òâåðäèõ ðîç÷èí³â. Ïîêàçàíî, ùî äëÿ äîñë³äæåíîãî ìåõàí³çìó ç³ çá³ëüøåííÿì ÷àñó ðåëàêñàö³¿ òåðì³÷íî àêòèâîâàíå íàïðóæåííÿ ïðàãíå äî àòåðì³÷íî¿ êîìïîíåíòè, à åíåðã³ÿ, ùî ï³äâåäåíà äî áàð’ºð³â ïî òåðìîôëóêòóàö³éíîìó ìåõàí³çìó, ë³í³éíî ï³äâèùóºòüñÿ äî âåëè- ÷èíè ïîòåíö³àëüíîãî áàð’ºðà îïîðó ðóõó äèñëîêàö³é. Ñôîðìóëüîâàíî ô³çè÷- íèé (äèñëîêàö³éíèé) êðèòåð³é êîðèñíî¿ òðèâàëî¿ ì³öíîñò³, ùî âðàõîâóº âïëèâ êðèñòàë³÷íî¿ ³ äåôåêòíî¿ ñòðóêòóðè íà ëîêàë³çàö³þ (ñìóã) çñóâó â ïðîöåñ³ íà- êîïè÷åííÿ ì³êðîñêîï³÷íî¿ äåôîðìàö³¿ íèæ÷å çà ìàêðîñêîï³÷íó ãðàíèöþ òåêó- ÷îñò³. Òåîðåòè÷í³ äîñë³äæåííÿ ðåëàêñàö³¿ íàïðóæåíü óçãîäæóþòüñÿ ç äàíèìè, îòðèìàíèìè äëÿ íîâèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ñïëàâ³â ñèñòåìè Mg–Al–Ca (Ti) ç ïîë³ïøåíèìè õàðàêòåðèñòèêàìè îïîðó ïîâçó÷îñò³ (³ç äîïóñêîì íà äåôîð- ìàö³þ � ~ , ... , %0 2 0 4 ïðè � ~ ...� 10 109 10 1� � �c ) ³ òðèâàë³é ì³öíîñò³ (70 ÌÏà ïðîòÿãîì 200 ãîä áåç ðóéíóâàííÿ), ùî ï³äâèùóþòü òåðì³÷íó ñòàá³ëüí³ñòü äèñëîêàö³éíî¿ ñòðóêòóðè íà 423...473 Ê. 1. Pekguleryuz M. O. and Kaya A. A. Creep resistant magnesium alloys for powertrain applications // Proc. 6th Int. Conf. “Magnesium Alloys and Their Applications”. – Wiley (VCA); Wolfsburg (Germany), 2003. – P. 74 – 93. 2. Calcagnotto M., Ponge D., and Raabe D. Ultrafine grain ferrite/martensite dual phase steel fabricated by large strain warm deformation and subsequent intercritical annealing // ISIJ Int. – 2008. – 84, No. 8. – P. 1096 – 1101. 3. Òêà÷åíêî Â. Ã. Ñîâðåìåííûå òåíäåíöèè ðàçâèòèÿ ôèçèêè ëåãêèõ ìåòàë- ëîâ // Óñï. ôèçèêè ìåòàëëîâ. – 2009. – 10, ¹ 1. – Ñ. 103 – 130. 4. Òêà÷åíêî Â. Ã., Êèì Ê. ×., Ìóí Á. Ã. è äð. Ôèçèêà ìèêðîòåêó÷åñòè ìàãíèåâûõ ñïëàâîâ ñ òèòàíîì // Òàì æå. – 2010. – 11, ¹ 2. – Ñ. 95 – 118. 5. Tkachenko V. G., Kim K. H., Moon B. G., and Vovchok A. S. Design and microstructural analysis of magnesium alloys for dynamical applications // J. Mater. Sci. – 2011. – 46, Issue 14. – P. 4880 – 4995. 6. Tkachenko V. G. Strength Physics of Less-Common Metals and Their Alloys. – London: Cambridge Int. Sci. Publish., 2002. – 359 p. 7. Reed-Hill R. E. Physical Metallurgy Principles / 2nd ed. – New York: D. Van Nostrand Company, 1973. – 920 p. 70 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 Â. Ã. Òêà÷åíêî 8. Ñòåïàíîâ Â. À., Ïåñ÷àíñêàÿ Í. Í., Øïåéçìàí Â. Â. Ïðî÷íîñòü è ðåëàêñà- öèîííûå ÿâëåíèÿ â òâåðäûõ òåëàõ. – Ì.: Íàóêà, 1984. – 245 ñ. 9. Ïî÷èâàëîâà Ã. Ï. Ðåëàêñàöèÿ íàïðÿæåíèé è óñòàëîñòü ïîëèêðèñòàëëîâ ÃÖÊ ñïëàâîâ â îáëàñòè ìèêðîïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè: Àâòîðåô. äèñ. ... êàíä. ôèç.-ìàò. íàóê. – Òîìñê, 1987. – 20 ñ. 10. Numakura Yu. and Koiwa M. Dislocations in metals and alloys with the hexagonal close-packed structure // Metall. Sci. Technol. – 1998. – 16, No. 1-2. – P. 4 – 19. 11. Áåéãåëüçèìåð ß. Á., Ïðîêîôüåâà Î. Â., Êóëàãèí Ð. Þ. Êîððåêòíîñòü õàðàêòåðèñòèê ïëàñòè÷íîñòè äëÿ ìàòåðèàëîâ, ïîëó÷àåìûõ ìåòîäàìè èí- òåíñèâíîé ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè: Òð. II Ìåæäóíàð. êîíô. “Íàíî- ñòðóêòóðíûå ìàòåðèàëû – 2010”. – Áåëàðóñü–Ðîññèÿ–Óêðàèíà. – Êèåâ, 2010. – 127 ñ. 12. Conrad H. On the mechanism of yielding and flow in iron // J. Iron Steel Inst. – 1961. – 198, Pt. 4. – P. 364 – 375. 13. Òêà÷åíêî Â. Ã. Ìîäåëü äèñëîêàöèîííîé ìèêðîòåêó÷åñòè ìåòàëëè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ: Òð. IV Ìåæäóíàð. êîíô. “Äåôåêòû è ðàçðóøåíèå ìàòåðèàëîâ è íàíîìàòåðèàëîâ”. – Ì.: ÈÌÅÒ ÐÀÍ, 2011. – Ñ. 90 – 92. 14. Dotsenko V. I. Stress relaxation in crystals // Phys. Stat. Sol. (b). – 1979. – 93, Issue 1. – P. 11 – 43. 15. Shukovsky H. B., Rose R. M., and Wulff J. The low temperature electrical resistivity of lattice defects in deformed W single crystals // Acta Met. – 1966. – 14, Issue 7. – P. 821 – 830. 16. Êèòåëü ×. Ââåäåíèå â ôèçèêó òâåðäîãî òåëà. – Ì.: Íàóêà, 1978. – 701 ñ. 17. Òêà÷åíêî Â. Ã., Ìàêñèì÷óê È. Í., Òðåôèëîâ Â. È. Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ è íîâàÿ ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà õðóïêîãî ïåðåõîäà â êðèñòàëëàõ // Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ. – 1991. – 320, ¹ 3. – Ñ. 615 – 618. 18. Òêà÷åíêî Â. Ã., Ìàêñèì÷óê È. Í., Òðåôèëîâ Â. È. Äèñëîêàöèîííàÿ òåîðèÿ ôîðìèðîâàíèÿ èñòèííîãî ðàçðóøàþùåãî íàïðÿæåíèÿ â îáëàñòè õðóï- êîãî ïåðåõîäà êðèñòàëëîâ // Òàì æå. – ¹ 4. – Ñ. 873 – 876. 19. Æóðêîâ Ñ. Í. Êèíåòè÷åñêàÿ êîíöåïöèÿ ïðî÷íîñòè òâåðäûõ òåë // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Íåîðãàíè÷åñêèå ìàòåðèàëû. – 1967. – 3, ¹ 10. – Ñ. 1767 – 1775. Ïîñòóïèëà 10. 05. 2012 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2013, ¹ 5 71 Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëåçíîé äëèòåëüíîé ïðî÷íîñòè ... << /ASCII85EncodePages false /AllowTransparency false /AutoPositionEPSFiles true /AutoRotatePages /All /Binding /Left /CalGrayProfile (Dot Gain 20%) /CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2) /sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CannotEmbedFontPolicy /Warning /CompatibilityLevel 1.4 /CompressObjects /Tags /CompressPages true /ConvertImagesToIndexed true /PassThroughJPEGImages true /CreateJDFFile false /CreateJobTicket false /DefaultRenderingIntent /Default /DetectBlends true /DetectCurves 0.0000 /ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged /DoThumbnails false /EmbedAllFonts true /EmbedOpenType false /ParseICCProfilesInComments true /EmbedJobOptions true /DSCReportingLevel 0 /EmitDSCWarnings false /EndPage -1 /ImageMemory 1048576 /LockDistillerParams false /MaxSubsetPct 100 /Optimize true /OPM 1 /ParseDSCComments true /ParseDSCCommentsForDocInfo true /PreserveCopyPage true /PreserveDICMYKValues true /PreserveEPSInfo true /PreserveFlatness true /PreserveHalftoneInfo false /PreserveOPIComments false /PreserveOverprintSettings true /StartPage 1 /SubsetFonts true /TransferFunctionInfo /Apply /UCRandBGInfo /Preserve /UsePrologue false /ColorSettingsFile () /AlwaysEmbed [ true ] /NeverEmbed [ true ] /AntiAliasColorImages false /CropColorImages true /ColorImageMinResolution 300 /ColorImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleColorImages true /ColorImageDownsampleType /Bicubic /ColorImageResolution 300 /ColorImageDepth -1 /ColorImageMinDownsampleDepth 1 /ColorImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeColorImages true /ColorImageFilter /DCTEncode /AutoFilterColorImages true /ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG /ColorACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False /Description << /CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000500044004600206587686353ef901a8fc7684c976262535370673a548c002000700072006f006f00660065007200208fdb884c9ad88d2891cf62535370300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002> /CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef653ef5728684c9762537088686a5f548c002000700072006f006f00660065007200204e0a73725f979ad854c18cea7684521753706548679c300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002> /DAN <FEFF004200720075006700200069006e0064007300740069006c006c0069006e006700650072006e0065002000740069006c0020006100740020006f007000720065007400740065002000410064006f006200650020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e007400650072002000740069006c0020006b00760061006c00690074006500740073007500640073006b007200690076006e0069006e006700200065006c006c006500720020006b006f007200720065006b007400750072006c00e60073006e0069006e0067002e0020004400650020006f007000720065007400740065006400650020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e0074006500720020006b0061006e002000e50062006e00650073002000690020004100630072006f00620061007400200065006c006c006500720020004100630072006f006200610074002000520065006100640065007200200035002e00300020006f00670020006e0079006500720065002e> /DEU <FEFF00560065007200770065006e00640065006e0020005300690065002000640069006500730065002000450069006e007300740065006c006c0075006e00670065006e0020007a0075006d002000450072007300740065006c006c0065006e00200076006f006e002000410064006f006200650020005000440046002d0044006f006b0075006d0065006e00740065006e002c00200076006f006e002000640065006e0065006e002000530069006500200068006f00630068007700650072007400690067006500200044007200750063006b006500200061007500660020004400650073006b0074006f0070002d0044007200750063006b00650072006e00200075006e0064002000500072006f006f0066002d00470065007200e400740065006e002000650072007a0065007500670065006e0020006d00f60063006800740065006e002e002000450072007300740065006c006c007400650020005000440046002d0044006f006b0075006d0065006e007400650020006b00f6006e006e0065006e0020006d006900740020004100630072006f00620061007400200075006e0064002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020006f0064006500720020006800f600680065007200200067006500f600660066006e00650074002000770065007200640065006e002e> /ESP <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> /FRA <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> /ITA <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> /JPN <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> /KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020b370c2a4d06cd0d10020d504b9b0d1300020bc0f0020ad50c815ae30c5d0c11c0020ace0d488c9c8b85c0020c778c1c4d560002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e> /NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken voor kwaliteitsafdrukken op desktopprinters en proofers. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.) /NOR <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> /PTB <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> /SUO <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> /SVE <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> /ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents for quality printing on desktop printers and proofers. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.) >> /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ << /AsReaderSpreads false /CropImagesToFrames true /ErrorControl /WarnAndContinue /FlattenerIgnoreSpreadOverrides false /IncludeGuidesGrids false /IncludeNonPrinting false /IncludeSlug false /Namespace [ (Adobe) (InDesign) (4.0) ] /OmitPlacedBitmaps false /OmitPlacedEPS false /OmitPlacedPDF false /SimulateOverprint /Legacy >> << /AddBleedMarks false /AddColorBars false /AddCropMarks false /AddPageInfo false /AddRegMarks false /ConvertColors /NoConversion /DestinationProfileName () /DestinationProfileSelector /NA /Downsample16BitImages true /FlattenerPreset << /PresetSelector /MediumResolution >> /FormElements false /GenerateStructure true /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles true /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /NA /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged /UseDocumentBleed false >> ] >> setdistillerparams << /HWResolution [2400 2400] /PageSize [612.000 792.000] >> setpagedevice