Швидкість деформації, рухливості атомів і механічні властивості металів

Анотація

Методами, що базуються на застосуванні радіоактивних індикаторів ⁵⁵Fe, ⁹⁵Nb, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn, ⁶³Ni, ²⁶Al, ⁴⁴Ti (пошаровий радіометричний аналіз залишкової інтегральної активності, макро- та мікроавторадіографія) вивчено залежності коефіцієнтів диффузії в металах з різним типом кристалічної гратки (ОЦК, ГЦК, ГЩП, ОЦТ), підданих імпульсним впливам різними видами обробки у широкому інтервалі швидкостей деформації (10^-2 – 10⁶ с^-1) без нагріву та при Т  0,5 Т_пл.. Застосовувалися такі види обробки, як ультразвукова ударна обробка, дифузійне зварювання, ударне навантаження, магнітноімпульсна обробка тощо. На цих же матеріалах, підданих тим же самим видам обробки, визначалися механічні характеристики (ударна в’язкість, мікротвердість, межа міцності та ін.). Крім того були використані літературні дані, повязані з визначенням деяких механічних характеристик при деформуванні металів з різними швидкостями.
Виявилось, що із зростанням швидкості пластичної деформації відбувається не тільки збільшення рухливості атомів, але і зменшення відмінностей в значеннях коефіцієнтів дифузії атомів основного металу та інших дифузантів у різних металах. Незважаючи на велику різницю у температурах плавлення, зокрема, цинку та ніобію, їх коефіцієнти самодифузії при міграції атомів без нагріву при швидкості 10⁶ с^-1 відрізняються всього в 1,5 рази, в той час як при 1 с^-1 різниця в рухливості атомів становить 4 порядки.
Показано, що залежності механічних характеристик від швидкісні дифузійних процесів можуть бути прямолінійними, мати екстремум або перегин, але вони будуть приблизно однаковими для коефіцієнтів дифузії та параметрів, які характеризують механічні властивості металів при імпульсних навантаженнях.
Встановлення цих швидкісних залежностей дає можливість визначити проміжні та екстрапольовані значення вказаних характеристик, а також за графіком однієї залежності з певною точністю передбачити характер іншої.