Динамическое торможение дислокаций в состаренных алюминиевых сплавах в условиях лазерного облучения
В.В. Малашенко
ГБУ «Донецкий физико-технический институт имени А.А. Галкина»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.679
Краткое сообщение
Аннотация: Теоретически проанализировано надбарьерное скольжение дислокаций под действием лазерных импульсов в состаренных алюминиевых сплавах, содержащих наноразмерные дефекты (зоны Гинье-Престона). Для решения поставленной задачи использовалась теория динамического взаимодействия дефектов. Получены аналитические выражения зависимости динамического предела текучести от концентрации атомов меди и плотности дислокаций в состаренном алюминиевом сплаве. Проанализированы условия возникновения экстремумов функций, описывающих зависимость динамического предела текучести алюминиевого сплава от концентрации атомов меди и плотности дислокаций. Проведенный анализ подтверждает выводы теории динамического взаимодействия дефектов об условиях возникновения немонотонных зависимостей механических свойств металлов и сплавов от концентрации структурных дефектов. Максимум имеет место в точке, где происходит смена главного вклада в формирование спектральной щели. Минимум находится в точке, где сменяется главный вклад в динамическое торможение дислокаций. Показано, что для возникновения двух экстремумов этих зависимостейважную роль играют наноразмерные дефекты (зоны Гинье-Престона). Существование и положение экстремумов определяется конкуренцией взаимодействия движущейся дислокации с другими дислокациями ансамбля, атомами меди и зонами Гинье-Престона. Выполнены численные оценки объёмной концентрации зон Гинье-Престона, при которой возможно существование двух экстремумов. Согласно оценкам величина концентрации зон Гинье-Престона составляет 1023-1024 м-3.
Ключевые слова: высокоскоростная деформация, дислокации, зоны Гинье-Престона, точечные дефекты, наноматериалы
- Малашенко Вадим Викторович – д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела «Теория кинетических и электронных свойств нелинейных систем», ГБУ «Донецкий физико-технический институт имени А.А. Галкина»
Ссылка на статью:
Малашенко, В.В. Динамическое торможение дислокаций в состаренных алюминиевых сплавах в условиях лазерного облучения / В.В. Малашенко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 679-685. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.679.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Prabhakaran, S. Laser shock peening without coating induced residual stress distribution, wettability characteristics and enhanced pitting corrosion resistance of austenitic stainless steel / S. Prabhakaran, A. Kulkarni, G. Vasanth et al. // Applied Surface Science. – 2017. – V. 428. – P. 17-30. DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.09.138.
2. Li, P. The life prediction of notched aluminum alloy specimens after laser shock peening by TCD / P. Li, L. Susmel, M. Ma // International Journal of Fatigue. – 2023. – V. 176. – Art. № 107795. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2023.107795.
3. Tramontina, D. Molecular dynamics simulations of shock-induced plasticity in tantalum / D. Tramontina, E. Bringa, P. Erhart et al. // High Energy Density Physics. – 2014. – V. 10. – P. 9-15. DOI: 10.1016/j.hedp.2013.10.007.
4. Lee, J.H. High strain rate deformation of layered nanocomposites / J.H. Lee, D. Veysset, J.P. Singer, et al. // Nature Communications. – 2012. – V. 3. – Art. № 1164. – 9 p. DOI: 10.1038/ncomms2166.
5. Smith, R.F. High strain-rate plastic flow in Al and Fe / R.F. Smith, J.H. Eggert, R.E. Rudd, et al. // Journal of Applied Physics. – 2011. – V. 110. – I. 12. – P. 123515-1-123515-11. DOI: 10.1063/1.3670001.
6. Малашенко, В.В. Влияние наноразмерных дефектов на динамический предел текучести сплавов / В.В. Малашенко, Т.И. Малашенко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – C. 136-141. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.136.
7. Малашенко, В.В. Влияние плотности дислокаций на динамический предел текучести облученных металлов с гигантской магнитострикцией / В.В. Малашенко // Физика твёрдого тела. – 2024. – Т. 66. – Вып. 8. – С. 1403-1407. DOI: 10.61011/FTT.2024.08.58607.60.
8. Malashenko, V.V. Dynamic drag of edge dislocation by circular prismatic loops and point defects / V.V. Malashenko // Physica B: Condensed Matter. – 2009. – V. 404. – I. 21. – Р. 3890-3893. DOI: 10.1016/j.physb.2009.07.122.
9. Sabzi, H.E. Composition and process parameter dependence of yield strength in laser powder bed fusion alloys / H.E. Sabzi, P.E.J. Rivera-Díaz-del-Castillo // Materials & Design. – 2020. – V. 195. – Art. № 109024. – 11 p. DOI: 10.1016/j.matdes.2020.109024.