Введение
ГЛАВА 1. Структурно-фазовые превращения при деформировании и разрушении смесей твердых и жидких ФАЗ 31
Введение 31
1.1. Прочностные свойства расплава, локализованного в твердофазной матрице 36
1.1.1 Предел прочности жидкой фазы на разрыв 36
1.1.2. Предел текучести металла в твердо-жидком состоянии 40
1.2. Особенности контактного взаимодействия жидкой и твердой фаз при пластическом деформировании металлов и сплавов 43
1.2.1. Концентрация напряжений в твердой фазе, содержащей замкнутый тонкий слой жидкой фазы 43
1.2.2. Концентрация напряжений в твердой фазе, содержащей тонкий незамкнутый слой жидкой фазы 51
1.2.3. Взаимодействие жидких слоев с дислокациями при пластическом деформировании твердой фазы 54
1.3. Структурно-фазовые превращения при растекании жидкой фазы по межкристаллитным границам металла 59
1.3.1. Основные уравнения кинетики растекания жидкого слоя по межкристаллитным границам металла 59
1.3.2. Условия растекания замкнутого слоя расплава по межкристаллитным границам при деформировании металла в области упругого нагружения.. 63
1.3.3. Условия растекания замкнутого слоя расплава по межкристаллитным границам при деформировании металла в пластической области 69
1.3.4. Процесс растекания слоя расплава, имеющего выход на свободную границу металла 70
1.4. Явления кавитации в тонких слоях жидкой фазы при пластическом деформировании металлов з
1.5. Физическая интерпретация эффекта Ребиндера при пластическом деформировании металлов в среде поверхностно-активного расплава инородного металла 82
1.6. Явления красноломкости и околосолидусной хрупкости при пластическом деформировании сталей и сплавов
1.6.1. Явления КиОХ при очагах локального плавления на свободной границе металла 90
1.6.2. Явления КиОХ при существовании первичных очагов локального плавления на внутренних границах твердой фазы 91
1.6.3. Механизм КиОХ при локальном деформационно-индуцированном плавлении металла 94
1.7. К теории пластического деформирования и разрушения металлов с полностью оплавленными межкристаллитными границами 100
1.7.1. Модельные представления 101
1.7.2. Механизм движения макродислокаций под действием внешней нагрузки. 104
1.8. Практические приложения теории макродислокаций. Многоуровневая
модель пластического деформирования и разрушения
наноструктурированных металлов ц$
1.8.1. Особенности формирования наноструктуры при механоактивации металлов 115
1.8.2. Экспериментальные данные об особенностях локализации пластического сдвига при деформировании и разрушении наноматериалов 119
1.8.3. Теоретические представления о возможных механизмах пластического деформирования и разрушения наноматериалов 1 1.8.3.1. Выбор модели макродислокации для нанокристаллических материалов... 122
1.8.3.2. Температурный интервал применимости модели макродислокации 126
1.8.4. Метод континуального описания моделей пластического деформирования
и разрушения нанокристаллических и аморфных материалов 127
Выводы 131
ГЛАВА 2. Агрегатные превращения и критические состояния при пластическом деформировании и разрушении металлов ... 133
Введение 133
2.1. Кинетические условия деформационного локального плавления металлов. 136
2.2. Форма и положение линий плавления на диаграмме равновесных фазовых состояний металлических систем
2.2.1. Методы расчета формы линий плавления для химически чистых металлов 139
2.2.2. Методы расчета формы линий плавления в сплавах 144
2.2.3. Деформационное плавление поликристаллических металлов 148
2.2.4. Кинетические особенности контактного плавления на межкристаллитных границах при деформировании поликристаллических металлов 150
2.2.5. Особенности плавления наноструктурированных и аморфных металлов 155
2.3. Анализ критических явлений при растяжении металлов 158
2.3.1. Гамильтониан неоднородного твердого раствора с вакансиями 158
2.3.2. Флуктуации в среде с однородным распределением вакансий. Спинодали испарения конденсированных фаз 161
2.3.3. Влияние критических явлений на процессы деформационного плавления металлов 1 2.3.3.1. Критические индексы термодинамических величин вблизи спинодали испарения жидкой фазы 172
2.3.3.2. Поведение линии плавления вблизи спинодали испарения жидкой фазы... 177
2.4. Процессы сублимации металлов при механическом растяжении 179
2.4.1. Кинетические уравнения процесса испарения конденсированной фазы во внутренние полости при пластическом деформировании 179
2.4.2. Кинетическое уравнение диффузионной ползучести металла вблизи границ сферической поры 183
2.4.3. Полная система уравнений кинетики роста пор при деформировании конденсированной среды 186
2.4.4. Уравнения кинетики роста пор с учетом реальности пара по модели Ван-дер-Ваальса 189
2.4.5. Уравнения кинетики роста пор с учетом аномально высокой скорости диффузионной ползучести при интенсивных механических воздействиях 193
2.4.6. Агрегатные превращения при росте плоских пор и микротрещин 207
2.5. Структурно-фазовые превращения при возникновении первичных очагов
разрушения в твердой фазе 212
2.5.1. Физические представления о процессах, предшествующих зарождению очагов разрушения в металлах и сплавах 212
2.5.2. Модель процессов разрушения кристаллических материалов при деформировании 215
2.5.3. Кинетические механизмы зарождения первичных очагов локального плавления
2.5.3.1. Условия гомогенного зарождения первичных дефектов сплошности в однородном твердом теле 221
2.5.3.2. Гетерогенный механизм зарождения первичных дефектов сплошности в твердой фазе с концентраторами напряжений 222
2.5.3.3. Кинетика роста жидкой фазы под дислокационным скоплением 225
2.5.3.4. Механизм зарождения газовой поры в жидкой фазе 227
2.5.3.5. Кинетические механизмы зарождения первичных очагов разрушения в твердом теле 228
2.6. Структурно-фазовые превращения при формировании поверхности усталостного излома в металлах и сплавах 237
2.6.1. Начальный этап развития усталостной трещины 237
2.6.2. Механизм установившегося роста усталостной трещины 239
Выводы 242
ГЛАВА 3. Структурно-фазовые превращения и критические состояния расслаивающихся твердых растворов, и их
3.1. К проблеме флуктуационных критериев пластичности и разрушения металлов и сплавов 245
3.2. Флуктуационные деформационные поля твердых растворов 255
3.3. Влияние флуктуации концентрации примеси на механические свойства сталей и сплавов 262
3.4. Термодинамическое описание неоднородных твердых растворов с 265 флуктуациями концентраций примесных и легирующих элементов
3.4.1. Термодинамические потенциалы неоднородных твердых растворов 266
3.4.2. Однородный твердый раствор с флуктуациями концентрации 267
3.5. Модулированные iC-структуры в закритической области существования расслаивающихся твердых растворов.
3.6. Основные характеристики спектра флуктуации твердого раствора в закритической области расслоения 275
3.7. Спинодали расслоения изолированных твердых растворов 279
3.8. Вязко-хрупкий переход и критические состояния металлов и сплавов
2 3.8.1. Теория вязко-хрупкого перехода при охлаждении сталей и сплавов 290
3.8.2. Вязко-хрупкий переход, индуцированный пластическим деформированием сталей и сплавов
2 3.9. Хладноломкость сталей и вязко-хрупкий переход 300
3.10. Отпускная хрупкость сталей и ее связь с вязко-хрупким переходом
3 3.10.1. Обратимая отпускная хрупкость сталей 302
3.10.2. Необратимая отпускная хрупкость сталей 307
3.11. Охрупчивание нанокристаллических материалов при электрохимической коррозии и электролитическом наводораживании 310
3.11.1. Физическая модель поведения металлов и сплавов при водородном пересыщении 311
3.11.2. Положение спинодалеи расслоения твердых растворов водорода в железе. 312
Выводы 314
ГЛАВА 4. Аномально ускоренный диффузионный массоперенос в интенсивно деформируемой твердой фазе со структурно фазовыми превращениями 315
Введение 315
4.1. Теория аномально высокой скорости диффузии в металлах при ударных воздействиях 315
4.1.1. Постановка задачи и основные определения 317
4.1.2. Модель механически-индуцированного диффузионного массопереноса при ударных воздействиях 322
4.1.3. Диффузия изотопов в деформируемых материалах 327
4.1.4. Диффузия примеси, подвижность которой превышает подвижность атомов основного элемента 328
4.1.5. Волновой механизм диффузионного массопереноса при ударных воздействиях 328
4.2. Влияние сдвиговых напряжений и структурно-фазового состояния диффузионной зоны на скорость массопереноса 333
4.2.1. Влияние сдвиговых напряжений на процессы диффузии в деформируемых металлах 333
4.2.2. Температурный режим ударного воздействия на металлы 339
4.2.3. Особенности структурно-фазового состояния диффузионной зоны при ударных воздействиях 342
4.3. Механизмы ускорения процессов диффузии при интенсивном пластическом деформировании нанокристаллических структур металлов и сплавов 346
4.3.1. Ускорение диффузии, вызванное процессами нанокристаллизации при пластическом деформировании 347
4.3.2. Ускорение диффузии при деформационных полиморфных превращениях 352
4.4. Вакансионные механизмы роста усталостной трещины 354
Выводы 355
Заключение 356
Литература
