АНАЛИЗ ЛОКАЛЬНЫХ ПОЛЕЙ УПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ, ГЕНЕРИРУЕМЫХ РОТАЦИОННО-СДВИГОВЫМИ МЕЗОДЕФЕКТАМИ ВБЛИЗИ СТЫКОВ ЗЕРЕН

Аннотация

Исследована структура поля упругих напряжений в окрестности стыков и изломов границ зерен, содержащих ротационно-сдвиговые мезодефекты деформационного происхождения, формирующиеся при пластической деформации по ансамблю зерен поликристалла. Скачки пластической дисторсии зерен при переходе через межзеренные границы создают на них дополнительные разориентировки, рассогласование которых в стыках зерен приводит к появлению линейных мезодефектов ротационного типа – стыковых дисклинаций деформационного происхождения. На плоских участках границ появляются планарные мезодефекты сдвигового типа, представляющие собой однородно распределенные вдоль границ пластические сдвиги. Эти мезодефекты создают вблизи стыков и изломов зерен пространственно неоднородные поля упругих напряжений, которые возрастают с увеличением пластической деформации и при достаточно больших деформациях инициируют процессы формирования фрагментированной структуры материала. Ротационно-сдвиговые мезодефекты являются также причиной зарождения и накопления микротрещин на стадии вязкого разрушения поликристаллических твердых тел.

Получены асимптотические выражения, позволяющие проанализировать пространственное распределение и анизотропию поля внутренних напряжений в окрестности стыка зерен от ротационно-сдвиговых мезодефектов деформационного происхождения. Установлено, что компоненты поля напряжений слабо зависят (логарифмически) от длины границ входящих в стык зерен и размера рассматриваемой окрестности. Показано, что экранирующая дисклинация диполя приводит к появлению угловой зависимости диагональных компонент тензора упругих напряжений в окрестности стыка и ее вклад в упругое поле диполя дисклинаций зерен составляет порядка 10–15%. Полученные асимптотические выражения могут быть использованы при исследовании кинетики дислокационного ансамбля и анализе условий зарождения микротрещин в окрестности стыков и изломов зерен.