Изложены основы современных физических представлений о ротационной деформации кристаллических и других твердых тел и о механизмах ее зарождения и развития с помощью систем экранированных дисклинационных дефектов. Дан детальный анализ геометрических и силовых (зависящих от упругих свойств материала) характеристик экранированных дисклина-ций: петель, диполей и т. д. Рассмотрены основные экспериментальные дая-ные, касающиеся ротационной деформации, и теоретические дисклинацион-ные модели, предложенные для объяснения экспериментальных результатов. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работ-пиков, занятых проблемами физики металлов и твердого тела, материаловедения, пластической обработки металлов. Библ.— 428 назв., ил. — 107, табл. — 1.
ОТ РЕДАКТОРА
В связи с интенсивным развитием экспериментальных и теоретических исследований дефектной структуры кристаллических тел при высоких степенях пластической деформации, характерных для многих технологических процессов, выход предлагаемой монографии является весьма своевременным.
На поздних стадиях пластической деформации в металлических кристаллах достигаются столь высокие плотности дислокаций (порядка 1015 м~2), что описание создаваемых ими полей внутренних напряжений в виде суперпозиции полей отдельных дислокаций становится практически невозможным и бесполезным. Но опыт показывает, что в таких «плотных» дислокационных структурах часто формируются локализованные скопления большого числа одноименных дислокаций, которые являются источниками внутренних напряжений и поворотов решетки. Эти поля дисторсии хорошо описываются формулами теории упругости дисклинаций. Формулы для составляющих тензора напряжений различных дисклинационных конфигураций, хотя и не сложнее привычных формул теории дислокаций, но менее известны, что несомненно сдерживает использование дисклинационного аппарата при анализе экспериментальных данных и построении микроскопической теории поздних стадий пластической деформации.
Настоящая книга, особенно ее пятая глава, в которой рассматриваются прямоугольные дисклинационные петли, весьма удачно дополняет имеющиеся в литературе материалы, в частности формулы для полей напряжений и энергий дисклинаций. Специального внимания заслуживают разделы, в которых исследуется взаимодействие различных дисклинационных конфигураций с поверхностью. Большинство полученных результатов рассредоточено по различным публикациям авторов. Поэтому последовательное их изложение в рамках единой книги несомненно будет полезным для специалистов, интересующихся дискли-национным описанием.
Некоторые примеры его приложений приведены в гл. 6. Однако их можно рассматривать только как возможные иллюстрации теоретических схем. Так, в разделе 6.4 рассмотрено два частных примера (ОЦК металлы и рений) построения дисклинационной теории деформационного упрочнения. К сожалению, измерения
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редактора.......................... 3
Предисловие .......................... 5
Глава 1. Тенденции развития физики пластичности и прочности 7
1.1. Этапы развития представлений о пластической деформации ... 7
1.2. Многостадийность деформации и разрушения......... 9
1.3. Масштабные уровни процессов разрушения и пластической деформации ......................... 10
1.4. Коллективные дислокационные эффекты.....•...... 13
1.5. Ротационная пластическая деформация ........... 14
Глава 2. Экспериментальное исследование ротационной деформации в твердых телах.................... 18
2.1. Первоначальные сведения о вкладе поворотов в пластическую деформацию ........................ 18
2.2. Полосы переориентации в кристаллах............ 22
2.3. Фрагментация в металлах.................. 31
2.4. Ротационные эффекты при ползучести............ 37
2.5. Двойникование —• особый вид переориентации в* кристаллах 41
2.6. Поворотная пластичность в некристаллических материалах ... 45
Глава 3. Геометрические свойства дисклинационных дефектов 51
3.1. Геометрия дисклинаций в однородном континууме....... 51
3.2. Геометрия дисклинаций в кристаллах ........... 64
3.3. Топологический подход к классификации дисклинаций и других дефектов ........................ 73
Глава 4. Прямолинейные дисклинаций в теории упругости .... 83
4.1. Расчет упругих характеристик дисклинаций в бесконечной среде 83
4.2. Дисклинаций в упругом цилиндре и диске........... 90
4.3. Прямолинейные дисклинаций вблизи плоских поверхностей раздела .......................... 96
4.3.1. Собственные поля и энергия дисклинаций у свободной поверхности .................... 96
4.3.2. Клиновые дисклинаций в пластине конечной толщины . . 104
4.3.3. Упругие поля клиновых дпсклинаций у границ зерен 108
4.4. Взаимодействие прямолинейных дисклинаций между собой и
с другими дефектами................... 112
4.4.1. Примеры взаимодействия дисклинаций между собой и с другими дефектами .................... ИЗ
4.4.2. Взаимодействие дисклинационных диполей с поверхностями раздела.......................... "'
Глава 5. Упругие поля и энергии дисклинационных петель .... 123
5.1. Метод расчета и асимптотики упругих полей......... |23
5.2. Круговые дисклинационные петли ............. j~jj
5.3. Прямоугольные дисклинационные петли........... 'м
222
5.4. Взаимодействие дисклинационных петель между собой и с другими дефектами ..................... 142
5.5. Влияние граничных условий на упругие свойства петель дисклинаций ......................... „ . 149
Глава 6. Дисклинационные модели деформационных процессов
в кристаллах ........................ 154
6.1. Причины зарождения дисклинаций в кристаллах ...... 154
6.2. Развитие полос переориентации в кристаллах......... J60
6.3. Дисклинационное описание фрагментированной и блочной структуры кристаллов ...................... 170
6.4. Дисклинационные механизмы деформационного упрочнения 181
6.5. Дисклинаций и разрушение ................ 190
6.6. Дисклинаций в композитных, полимерных и аморфных материа-
- лах ........................... 196
Заключение .......................... 205
Ллтература........................... 206
Предметный указатель....................... 219
Цена: 150руб.
