Abstract

The state of the crystalline medium under the conditions of thermal fluctuations and mechanical stresses called weakly stable is determined by the displacement of atoms at a relative distance of 0.15 – 0.20 from the equilibrium positions. Such a displacement of the atoms follows the Lindemann criteria of the crystals melting, and the state of atomic ensemble can be described as delocalized one. The state of delocalization means the transition of the atom through the maximum of interaction force and is characterized by a strong anharmonic component of oscillations and softening of elastic modules. It is the state of delocalization of the atomic ensemble that is the weakly stable state of the crystal lattice. Weakly stable state of metal materials is manifested in a wide range of phenomena. These include abnormal reduction of elastic modules in thermoelastic martensitic transformations, second-order structural-phase transitions with the formation of long-period structures, abrupt plastic deformation, most clearly manifested in aluminium and its alloys, increasing the rate of deformation during creep in the ultrasonic field under static load. This paper presents the results of the analysis of the weakly stable state of the crystalline medium, especially in plastic deformation, that is, in the processes caused by the displacement of atoms from the equilibrium position. In these processes, the weakly stable state of the system can occur in the field of mechanical stresses and thermal fluctuations when the acoustic field of standing waves is applied, formed by primary acoustic emission signals, the combined action of which allows to overcome the potential barrier. In this state, the oscillatory displacement of the acoustic standing wave acts as a factor of self-organization, that is, it may be sufficient to activate the correlated dislocation slip, in fact, the athermal above-barrier slip in the weakly stable state of the crystal lattice.

Highlights

  • Состояние кристаллической среды, находящейся в условиях тепловых флуктуаций и механических напряжений, именуемое слабоустойчивым, определяется смещением атомов на относительное расстояния 0.15 – 0.20 от положения равновесия

  • This paper presents the results of the analysis of the weakly stable state of the crystalline medium, especially in plastic deformation, that is, in the processes caused by the displacement of atoms from the equilibrium position

  • Journal of Materials Science and Engineering B. 3, 153 (2013)

Read more

Summary

Введение

Cлабоустойчивое состояние металлических материалов, претерпевающих, например, термоупругие мартенситные превращения, традиционно связывают с аномально низкими упругими модулями [1]. При этом кооперативная перестройка кристаллической решетки В2‐фазы в ходе B2→B19' превращения не требует разрыва межатомных связей. В этих процессах особое состояние системы, именуемое слабоустойчивым, может быть связано с состоянием атомного ансамбля в поле механических напряжений и тепловых флуктуаций, совместное действие которых позволяет преодолеть потенциальный барьер процесса [6, 7]. При этом эффективный порог активации может значительно снижаться фактически до нуля, характеризуя особое состояние атомного ансамбля. Локализация пластического течения кристаллической структуры при пластической деформации для классической трехстадийной зависимости «механическое напряжение — относительная деформация» обычно связывается с процессом самоорганизации дислокаций, проявляющейся в формировании линий и полос скольжения [15,16]. Это может свидетельствовать о возникновении локальной слабой устойчивости (или неустойчивости) атомной системы в условиях термомеханического нагружения [17], своеобразно (в виде иерархически взаимосвязанных коррелированных событий) проявляющейся на разных стадиях пластической деформации. Характерно, что все события, связанные с пластической деформацией, распространением акустических волн и т. д., сопровождаются смещениями атомов из положения равновесия

Скачкообразная деформация
Деформация в ультразвуковом поле
Пластическая деформация и акустическая эмиссия
Заключение
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call