ДИФФУЗИОННОЕ ЗАРОЖДЕНИЕ ПОР В СТЫКАХ ЗЕРЕН СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Аннотация

Проведен анализ условий диффузионного зарождения пор в субмикрокристаллических материалах, получаемых с применением методов интенсивной пластической деформации (равноканального углового прессования, всесторонней ковки, кручения под давлением и др.). До настоящего времени вопрос о механизме зарождения пор в таких материалах остается дискуссионным вследствие того, что обработка материалов методами интенсивной пластической деформации проводится при высоких гидростатических давлениях, препятствующих появлению пор. Показана возможность диффузионного зарождения нанопор в области тройных стыков зерен, содержащих отрицательные клиновые дисклинации деформационного происхождения, генерирующие в окрестности тройных стыков высокие растягивающие напряжения, по величине сопоставимые с внешним гидростатическим давлением. Такие стыковые дисклинации неизбежно возникают в стыках зерен вследствие неоднородности протекания пластической деформации по ансамблю зерен поликристалла. Показано, что важным условием зарождения пор является не только наличие высоких внутренних растягивающих напряжений от стыковых дисклинаций, но и характерная для субмикрокристаллических металлов крайне высокая концентрация неравновесных деформационных вакансий, близкая по значениям к концентрации вакансий при температурах, близких к солидусу. Проанализировано влияние мощности стыковых дисклинаций, величины внешнего гидростатического давления и степени пересыщения материала неравновесными деформационными вакансиями на скорость диффузионного зарождения и объем критических зародышей пор. Установлено, что для эффективного подавления процесса порообразования в тройных стыках зерен необходимо приложение внешнего гидростатического давления, компенсирующего внутренние упругие поля от стыковых дисклинаций.