ЗАРОЖДЕНИЕ ТРЕЩИНЫ НА ГРАНИЦЕ ЗЕРНА С ПЕРЕМЕННЫМ ВЕКТОРОМ РАЗОРИЕНТИРОВКИ

Аннотация

Предложена модель зарождения трещин на «ножевых» границах зерен – прямолинейных, ориентированных вдоль оси растяжения оборванных границ деформационного происхождения, возникающих в результате ротационной неустойчивости в виде дисклинационного сброса на стадии предразрушения материала. Разориентировка «ножевой» границы спадает вплоть до точки обрыва в теле зерна, причем ее уменьшение происходит не непрерывно, а дискретно посредством ответвления вторичных мало- и большеугловых границ. При этом вдоль «ножевой» границы, в точках ее ветвления, возникают линейные мезодефекты ротационного типа – клиновые дисклинации одного знака. Предложена модель зарождения трещины в упругом поле цепочки отрицательных дисклинаций, создающих растягивающие упругие напряжения. При исследовании условий, необходимых для появления трещины, использовался критерий, согласно которому для зарождения трещины требовалось одновременное выполнение силового и энергетического условий. В рамках этой модели рассчитаны критические значения суммарной величины модуля вектора Франка расположенных на «ножевой» границе дисклинаций и среднего градиента ее разориентировки, при достижении которых выполняется критерий зарождения трещины. Расcчитаны зависимости этих величин от длины «ножевой» границы и эффективного радиуса экранирования упругого поля дисклинаций. Показано, что появление трещин наиболее вероятно на границах с наибольшей величиной градиента разориентировки, превышающей 8–20 град/мкм в зависимости от длины границы.