Особенности фазовой кинетики фрагментации металлов при интенсивной пластической деформации

Abstract

В рамках неравновесной эволюционной термодинамики описан процесс фрагментации металлов при интенсивной пластической деформации (ИПД), который изучается в приближении двухдефектной модели с учётом плотностей границ зёрен и дислокаций. Построены фазовые портреты кинетики неравновесных переменных в процессе формирования стационарных субмикрокристаллических или нанокристаллических структур. Изучено влияние времён релаксации на фазовую динамику неравновесных переменных системы. Показано, что с приближением как к прямому, так и к обратному адиабатическому приближению система демонстрирует универсальное кинетическое поведение. Выявлено формирование особых участков, которые имеют притягивающий характер и определяются как «русло большой реки». Обнаружено, что процесс фрагментации металла или сплава во время ИПД осуществляется в два этапа, представляющие быструю релаксацию к особым участкам и медленное движение по ним.

В рамках нерівноважної еволюційної термодинаміки описано процес фраґментації металів за інтенсивної пластичної деформації (ІПД), який вивчається в наближенні дводефектного моделю з урахуванням густин меж зерен і дислокацій. Побудовано фазові портрети кінетики нерівноважних змінних у процесі формування стаціонарних субмікрокристалічних або нанокристалічних структур. Вивчено вплив часів релаксації на фазову динаміку нерівноважних змінних системи. Показано, що з наближенням як до прямого, так і до зворотнього адіабатичного наближення система демонструє універсальну кінетичну поведінку. Виявлено формування особливих ділянок, які мають притягальний характер і визначаються як «русло великої річки». Виявлено, що процес фраґментації металу або стопу під час ІПД здійснюється у два етапи, що представляють швидку релаксацію до особливих ділянок і повільний рух по них.

The process of metals’ fragmentation during severe plastic deformation (SPD) is described within the scope of the nonequilibrium evolutional thermodynamics. It is investigated using two-defect’ approach, which takes into account the densities of both grain boundaries and dislocations. The phase portraits, which represent the kinetics of nonequilibrium variables in the process of formation of stationary submicrocrystalline or nanocrystalline structures, are constructed. The influence of relaxation times on phase dynamics of system nonequilibrium variables is studied. As shown, with approaching the direct or inverse adiabatic approximation, the system demonstrates universal kinetic behaviour. The formation of singular sections called as ‘mainstreams’ is revealed. As found out, the process of metals’ fragmentation or alloys’ one during SPD is carried out in two stages, which represent the fast relaxation to singular sections and the slow movement over them.