МНОГОУРОВНЕВАЯ ФИЗИЧЕСКИ-ОРИЕНТИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ: ПРИМЕНЕНИЕ К ОПИСАНИЮ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ

Н.С. Кондратьев Kondratev; П.В. Трусов Trusov; А.Н. Подседерцев Podsedertsev

doi:10.32326/1814-9146-2021-83-4-451-461

Н.С. Кондратьев Kondratev Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
П.В. Трусов Trusov Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
А.Н. Подседерцев Podsedertsev Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация

DOI: https://doi.org/10.32326/1814-9146-2021-83-4-451-461

Ключевые слова: динамическая рекристаллизация, многоуровневые модели, микроструктура, зеренная структура, деформационная текстура, запасенная энергия

Аннотация

Создание математических моделей, позволяющих описывать изменения структуры материала и напряженно-деформированного состояния при термомеханических воздействиях, является актуальной задачей. С этой целью разработана многоуровневая физически-ориентированная модель для исследования неупругого деформирования поликристаллов. Формулируется задача моделирования двух этапов деформирования образца из поликристаллической меди. На первом этапе исследуется предварительная холодная интенсивная пластическая деформация при сложном нагружении. Рассматриваются два варианта предварительной подготовки образцов – однородное деформирование, соответствующее равноканальному угловому прессованию, и нагружение по замкнутой траектории деформации. На втором этапе рассматривается одноосное высокотемпературное деформирование до начала интенсивного процесса динамической рекристаллизации. Приводится описание способа оценки величины объемной доли рекристаллизованного материала в рамках многоуровневой модели. Исследуется влияние на рекристаллизацию температуры деформирования, предварительной деформации, деформационной текстуры, среднего угла взаимной разориентации соседних зерен. Указанные параметры определяют развитие динамической рекристаллизации, поскольку ее основной физической причиной является разность запасенной энергии между соседними зернами. Показано, что разработанная математическая модель пригодна для описания термической активации динамической рекристаллизации при значении температур в диапазоне 0,4–0,7 гомологической температуры. Сложность траектории нагружения определяет вид деформационной текстуры, ее «остроту» или «рассеянность», углы взаимной разориентации соседних зерен. Представлены результаты проведенных вычислительных экспериментов. Согласно предложенному способу определена величина деформации на высокотемпературном этапе, при которой начинается интенсивный рост новых рекристаллизованных зерен.