Структурные и фазовые превращения в твердых телах, индуцируемые интенсивной пластической деформацией и другими внешними воздействиями. Явление квазинагрева (критический аналитический обзор)

Abstract

На основании анализа собственных результатов и литературных данных рассмотрены особенности влияния интенсивных (мегапластических) пластических деформаций и других внешних воздействий (включая радиацию) на диффузию, структурные и фазовые превращения в твердых телах. Основные имеющиеся закономерности для всех воздействий можно объяснить с единой точки зрения, основанной на достижении телом критической внутренней энергии (эквивалентной температуры) за счет высокой плотности взаимодействующих и движущихся дислокаций и точечных дефектов. Это приводит к разного рода превращениям вследствие роста энергии фаз до такой степени, что изменяются термодинамика сплавов и фазовые диаграммы, вплоть до перехода сплавов в состояние, термодинамически соответствующее жидкости, и даже разложения (например, окислов). Для удобства описания этой ситуации введен новый термин – «квазинагрев» (до эквивалентной температуры). Предельно высокая плотность движущихся дефектов обеспечивает громадную скорость диффузии, что способствует быстрым превращениям даже при температуре жидкого азота.

На підставі аналізу власних результатів і літературних даних розглянуто особливості впливу інтенсивних (мегапластичних) пластичних деформацій та інших зовнішніх впливів (включаючи радіацію) на дифузію, структурні й фазові перетворeння в твердих тілах. Основні наявні закономірноті для всіх впливів можна пояснити з єдиної точки зору, що ґрунтується на досягненні тілом критичної внутрішньої енергії (еквівалентної температури) за рахунок високої щільності взаємодіючих і рухомих дислокацій та точкових дефектів. Це призводить до різного роду перетворень внаслідок зростання енергії фаз до такої міри, що змінюються термодинаміка сплавів і фазові діаграми, аж до переходу сплавів у стан, термодинамічно відповідний рідині, і навіть розклад (наприклад, окислів). Для зручності опису цієї ситуації введено новий термін – «квазiнагрiв» (до еквiвалентної температури). Гранично висока щільність дефектів, що рухаються, забезпечує величезну швидкість дифузії, яка сприяє швидким перетворенням навіть при температурі рідкого азоту.

Based on an analysis of our own and the literature data, the influence of the severe plastic deformation, irradiation and diffusion on the structural and phase transformations in solids is considered. The main regularities for all effects can be explained from a unified point of view based on the achievement of the critical internal energy (equivalent temperature) in solids due to the high density of interacting and moving defects. This leads to all sorts of transformations at the expense of growth in the phase energy to the extent that the thermodynamics of alloys and their phase diagrams change up to the transition to a state that corresponds to the thermodynamic fluid or decomposition (for instance – oxides). For convenience of description of this situation, we introduced a new term – «quasi-heating» (to equivalent temperature). The high density of moving defects greatly facilitates the diffusion, which contributes to rapid transformations, even at liquid nitrogen boiling temperature.