Особенности динамических эффектов в облучённых металлах
В.В. Малашенко
ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.102
Краткое сообщение
Аннотация: Выполнен теоретический анализ скольжения ансамбля краевых дислокаций в облучённом металле с высокой концентрацией наноразмерных дефектов (призматические дислокационные петли). Задача была решена в рамках теории динамического взаимодействия дефектов. В облучённом металле реализуется высокоскоростная деформация под действием интенсивных внешних воздействий. Механизм диссипации заключается в необратимом переходе энергии внешних воздействий в энергию поперечных колебаний дислокации в плоскости скольжения. Эффективность этого механизма зависит от наличия щели в спектре дислокационных колебаний. В нашем случае спектральная щель появляется в результате коллективного взаимодействия дислокаций ансамбля. Получено аналитическое выражение зависимости динамического предела текучести от концентрации дислокационных петель и плотности дислокаций в облучённом металле. Предсказан эффект сухого трения дислокаций. Он заключается в том, что сила динамического торможения дислокации круговыми дислокационными петлями не зависит от скорости движения дислокаций. Соответственно вклад дислокационных петель в динамический предел текучести облучённого металла не зависит от скорости пластической деформации. Выполнены численные оценки вклада сухого трения дислокаций в динамический предел текучести облучённых металлов. Величина этого
вклада может составлять 108 Па.
Ключевые слова: высокоскоростная деформация, дислокации, дислокационные петли, радиационные дефекты, облучённые металлы
- Малашенко Вадим Викторович – д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела «Теория кинетических и электронных свойств нелинейных систем», ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»
Ссылка для цитирования:
Малашенко, В.В. Особенности динамических эффектов в облучённых металлах / В.В. Малашенко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 102-108. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.102. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Abernethy, R.G. Effects of neutron irradiation on the brittle to ductile transition in single crystal tungsten / R.G. Abernethy, J.S.K.-L. Gibson, A. Giannattasio et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2019. – V. 527. – Art. №151799. – 12 p. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2019.151799.
2. Batani, D. Matter in extreme conditions produced by lasers / D. Batani // Europhysics Letters. – 2016. – V. 114. – № 6. – P. 65001-p1-650001-p7. DOI: 10.1209/0295-5075/114/65001.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Singla, A. Hugoniot elastic limit of single-crystal tantalum at normal and elevated temperatures subjected to extreme strain rates / A. Singla, A. Ray // Physical Review B. – 2022. – V. 105. – I. 6. – P. 064102-1-064102-19. DOI: 10.1103/PhysRevB.105.064102.
7. Tapasa, K. Computer simulation of dislocation–solute interaction in dilute Fe–Cu alloys / K. Tapasa, D.J. Bacon, Yu.N. Osetsky // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. – 2006. – V. 14. № 7. – P. 1153-1166. DOI: 10.1088/0965-0393/14/7/004.
8. Walgraef, D. Rate equation approach to dislocation dynamics and plastic deformation / D. Walgraef // Materials Science and Engineering: A. – 2002. – V. 322. – I. 1-2. – Р. 167-175. DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01676-8.
9. Yanilkin, А.V. Dynamics and kinetics of dislocations in Al and Al-Cu alloy under dynamic loading / А.V. Yanilkin, V.S Krasnikov, A.Yu. Kuksin, A.E. Mayer // International Journal of Plasticity. – 2014. – V. 55. – P. 94-107. DOI: 10.1016/j.ijplas.2013.09.008.
10. Malashenko, V.V. Self-consistent description of the effect of point defects on spectrum and dynamic deceleration of dislocations / V.V. Malashenko, V.L. Sobolev, B.I. Khudik // Physica Status Solidi (b). – 1987. – V. 143. – I. 2. – Р. 425-431. DOI: 10.1002/pssb.2221430204.
11. Malashenko, V.V. Dynamic drag of dislocation by point defects in near-surface crystal layer / V.V. Malashenko // Modern Physics Letters B. – 2009. – V. 23. – I. 16. – P. 2041-2047. DOI: 10.1142/S0217984909020199.
12. 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.
13. 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.
14. Griffiths, M. Effects of neutron irradiation on the Materials / M. Griffiths // Materials. – 2021. – V. 14. – I. 10. – Art. № 2622. – 47 p. DOI: 10.3390/ma14102622.