Динамика деформационных полос и разрушение металлических сплавов, демонстрирующих неустойчивое пластическое течение тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ



На правах рукописи «в

Михлик Дмитрий Валерьевич

ДИНАМИКА ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПОЛОС И РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ, ДЕМОНСТРИРУЮЩИХ НЕУСТОЙЧИВОЕ ПЛАСТИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

2 6 НОЯ 2009

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула - 2009

003484348

Работа выполнена в Тамбовском государственном университете имени Г.Р.Державина

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор

Шибков Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Чуканов Александр Николаевич

кандидат технических наук, доцент

Попов Владимир Федорович

Ведущая организация:

Белгородский государственный университет

Защита состоится «18» декабря 2009 г. в 14-00 часов в 9-м учебном корпусе ТулГУ, ауд. 101 на заседании диссертационного совета Д212.271.03 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, д. 92.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, скрепленных гербовой печатью) просим направлять по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, д. 92, ученому секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета

Автореферат разослан « /«?» ноября 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Алюминиевые сплавы используют для изготовления легких конструкций. Алюминий-магниевые сплавы, обладающие сочетанием высокой прочности, свариваемости, коррозионной стойкости и низкой плотности, нашли применение в авиационной технике, судостроении, автомобильном и химическом машиностроении. Однако эти сплавы демонстрируют прерывистую деформацию, связанную с макролокализацией пластического течения в статических и распространяющихся полосах деформации [1-4], которые, с одной стороны, ухудшают качество поверхности промышленных изделий, а с другой -снижают пластичность сплавов Al-Mg [5, 6]. Последнее непосредственно связано с влиянием полос деформации на механизмы разрушения. В условиях проявления прерывистой деформации сплавы Al-Mg демонстрируют, как правило, вязкое разрушение. Теория вязкого разрушения, однако, не учитывает локализацию деформации в макроскопических полосах деформации, а основана на представлении о зарождении деформационных и/или диффузионных пор, их коалесценции и слиянии в магистральную трещину [7-9].

Прерывистую деформацию различают на эффект Портевена-Ле Шателье (ПЛШ), который выражается в появлении скачков разгрузки на кривых деформирования с постоянной скоростью ¿0= const в «жесткой» испытательной машине и эффект Савара-Массона - появление ступеней деформации на кривых нагружения с постоянной скоростью роста напряжения <j0 = const в «мягкой» деформационной машине [1]. При «жестком» режиме растяжения разрушение происходит по одной из статических полос деформации ПЛШ, которые накапливаются в ходе деформирования. Ключевая роль полос макролокализованной деформации, самосогласованных по схеме «креста» на стадии образования шейки перед разрывом была недавно выявлена в [10] на некоторых сплавах, не демонстрирующих прерывистую деформацию при «жестком» режиме растяжения. В условиях проявления эффекта Савара-Массона статические полосы не наблюдаются, с течением времени полосы делокализуются, так как представляют собой расширяющиеся шейки [11] и механизм разрушения в этом случае должен существенно отличаться от механизма разрушения сплава, проявляющего эффект ПЛШ.

Таким образом, механизмы вязкого разрушения металлических сплавов, демонстрирующих прерывистое течение в настоящее время неизвестны. Исследование природы вязкого разрушения материалов с учетом локализации деформации в статических и распространяющихся полосах деформации представляет актуальную проблему. Особенно она важна для промышленных алюминиево-магниевых сплавов с содержанием магния от 2 до 6%, широко используемых при производстве автомобилей и авиационной техники. Кроме того, эти сплавы традиционно являются модельными материалами для изучения природы прерывистой деформации металлических сплавов, деформируемых скольжением.

Цель диссертационной работы: на основе данных скоростной видеосъемки динамики поверхности исследовать роль распространяющихся полос деформации

в образовании шейки и макроразрушении сплава А1-М§, демонстрирующего прерывистую деформацию Савара-Массона.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи исследования:

- разработать методический подход для исследования предвестников макроразрушения металла, деформируемого в условиях проявления эффекта Савара-Массона;

-с помощью скоростной видеосъемки провести исследования динамики полос макролокализованной деформации на стадии предразрушения сплава А1-М§;

- провести анализ пространственно-временных структур полос деформации, включая стадию образования шейки перед разрывом, с целью выявления предвестников закритического разрушения;

- экспериментально выявить механизмы макроразрушения сплава, демонстрирующего прерывистую деформацию Савара-Массона;

- провести измерения и исследования собственного электромагнитного излучения в ходе прерывистой деформации сплава Al-Mg в условиях оледенения.

Научная новизна результатов, изложенных в диссертации:

1. В сплаве АМгб с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением, предвестником макроразрушения является первичная полоса локализованного сдвига, распространяющаяся со скоростью ~ 1 м/с -триггер развития последнего скачка деформации амплитудой до ~ 10 %: магистральная трещина проходит по полосе локализованного сдвига, несмотря на сложную динамику деформационных полос и образование шейки.

2. Предложен механизм разрушения, состоящий в том, что в результате динамического взаимодействия полосы локализованного сдвига с преципитатами вблизи последних образуются микротрещины, которые подрастают при последующем взаимодействии с распространяющимися полосами деформации Савара-Массона и сливаются в магистральную трещину.

3. В сплаве АМгб с рекристаллизованной зеренной структурой, разрушение происходит в результате развития каскада размножения полос деформации с последующей сменой поступательного движения полосы на осциллирующее на стадии формирования шейки.

4. Установлено, что сплав АМгЗ, демонстрирующий ступенчатую кривую нагружения, в условиях оледенения генерирует характерные сигналы электромагнитной эмиссии на фронте каждого скачка пластической деформации. Обнаружено, что электромагнитные сигналы возникают одновременно с расширением полос деформации вдоль поверхности контакта и обусловлены движением заряженных дислокаций во льде, образованием трещин и отслаиванием льда от металлической подложки.

Научная ценность и практическая значимость работы. Научная ценность полученных результатов состоит в установленном различном характере связи между динамикой полос деформации и разрушением алюминий-магниевого сплава с преципитатной микроструктурой и со структурой собирательной рекристаллизации, а также в обнаруженном впервые собственном электромагнитном излучении при распространении деформационных полос на

поверхности металла в условиях оледенения. Практическая значимость результатов работы определяется важностью проблемы механической устойчивости и прочности промышленных сплавов системы А1-М§, используемых при производстве летательных аппаратов и автомобилей; кроме того, полученные результаты могут быть использованы при разработке электромагнитных методов раннего выявления повреждения металлических поверхностей, покрытых слоем льда.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты.

1. Обнаруженные структурно-чувствительные корреляции между пространственно-временной структурой полос деформации Савара-Массона и магистральной трещиной в сплаве АМгб:

а) в сплаве с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением, поверхность магистральной трещины с точностью до размера зерна (и 10 мкм) совпадает с поверхностью распространения полосы локализованного сдвига, с которой начинается развитие последнего скачка деформации;

б) в сплаве с рекристаллизованной зеренной структурой магистральная трещина распространяется в сечении, через которое прошло максимальное количество полос деформации;

в) переход между различными видами корреляций (а) и (б) происходит, как установлено, в узком интервале температур отжига вблизи температуры ограниченной растворимости Тя., что указывает на существенное влияние динамического взаимодействия полос деформации с частицами /?(А1зМд2)-фазы на природу вязкого разрушения сплава АМгб.

2. Механизмы разрушения сплавов А1-М§ с преципитатной и рекристаллизованной микроструктурой, демонстрирующих прерывистое течение при растяжении с постоянной скоростью роста напряжения.

3. Собственное электромагнитное излучение в ходе скачкообразной пластической деформации сплава А1-М§ в условиях оледенения.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах: IV и V Международные конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная памяти академика Г.В. Курдюмова (Черноголовка, 2006 и 2008); ХЬУ1 Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Вологда, 2005); 45-я Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Белгород, 2006); IV Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (МРРР - 2007) (Тамбов. 2007 г.); XVIII Петербургские чтения (Санкт-Петербург 2008); Международная научно-техническая конференция «Современные металлические материалы и технологии (СММТ' 2009)» (Санкт-Петербург. 2009 г.); ХЬУШ Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», посвященная памяти М.А. Криштала (Тольятти, 2009).

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 4 статьях в журналах перечня ВАК и 10 тезисах докладов на международных и всероссийских конференциях.

Достоверность результатов. Выводы диссертации основаны на проведении комплексных исследований, включающих экспериментальные исследования т

situ динамики полос деформации и трещин в сочетании с методами корреляционного и спектрального анализа полученных данных; не противоречат известным положениям физики и согласуются с теоретическими сведениями и экспериментальными результатами других исследователей.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации, состоит в разработке и изготовлении экспериментальных установок, проведении экспериментов, обработке экспериментальных данных, а также в обсуждении результатов и написании статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, приложения и содержит 134 страницы текста, в том числе 50 рисунков, 1 таблицу и список цитированной литературы из 228 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи проводимых исследований, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена литературному обзору по проблеме взаимосвязи неустойчивой пластической деформации на различных масштабных уровнях и вязкого разрушения металлов. В обзоре изложены классические представления о процессах зарождения, росте и коалесценции пор в области больших деформаций металлов как основных механизмах докритического вязкого разрушения (включая работы Гегузина, Рыбина, Владимирова, Томасона, Финкеля, Бернштейна, Бетехтина и др.), а также представления, развитые недавно томской школой физиков-прочнистов об образовании шейки и вязком разрушении как о сложных процессах, которые развиваются самосогласованно на микро-, мезо- и макроскопическом уровнях (работы Панина, Гриняева, ДеревягиноЙ и др.). В обзоре также отмечены экспериментальные работы (Халима и др, Спенсера и др.) на сплавах Al-Mg, которые при деформировании в условиях эффекта Портевена-Ле Шателье не демонстрируют классической схемы вязкого разрушения, вместо этого на характер разрушения существенное влияние оказывают полосы ПЛШ. Делается вывод о том, что в настоящее время отсутствуют механизмы вязкого разрушения металлических сплавов, демонстрирующих прерывистое течение, чем и обусловлена постановка задачи диссертационной работы.

Во второй главе изложены методические вопросы исследования. Описан оригинальный комплекс in situ методов исследования скачков деформации и разрушения металлов на мезо- и макроуровне в условиях мягкого режима нагружения с постоянной скоростью возрастания нагрузки, т.е. в условиях проявления эффекта Савара-Массона. Используемый методический подход основан на экспериментальном изучении на стадии предразрушения динамики полос макролокализованной деформации Савара-Массона с помощью скоростной видеосъемки со скоростью до 5000 кадр/с и установлении корреляций пространственно-временной картины деформационных полос с макроразрушением поликристаллического сплава Al-Mg. Изложен

электромагнитный метод исследования скачкообразной деформации и разрушения металлов.

Третья глава посвящена изложению результатов исследования с помощью скоростной видеосъемки процесса развития макрополос локализованной деформации на стадии предразрушения при растяжении алюминий-магниевого сплава АМгб. Образцы вырезались из холоднокатаного листа сплава АМгб. Исследовали сплав с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением в температурном интервале Тап =240-270 °С и сплав с рекристаллизованной зеренной структурой, полученной отжигом выше температуры ограниченной растворимости Тя, »275 °С.

В первом пункте излагаются основные результаты исследования роли полос деформации в скачкообразной составляющей пластической деформации и образовании шейки перед разрывом. В отличие от солитоноподобных полос деформации ПЛШ типов А, В и С, полосы деформации в условиях проявления эффекта Савара-Массона представляют собой расширяющиеся шейки [11]. Для исследования их роли в развитии деформационных скачков в серии экспериментов с помощью двух зеркал проводили синхронную видеосъемку противоположных фронтальных поверхностей плоского образца. Анализ видеофильмов показывает, что за исключением стадии зарождения первичной полосы картина деформационных полос на противоположных фронтальных поверхностях образца абсолютно идентична, поэтому полоса макролокализованной деформации - сквозная, т.е. представляет собой объемный домен с более высокой скоростью пластической деформации, чем область материала вне полосы. Объем этого домена равен произведению толщины плоского образца м> на «площадь полосы» Б, - площадь, заключенную между границами полосы.

Установлено, что временная зависимость суммарной площади полос коррелирует с формой типичного скачка деформации Дг(/) с весьма высоким коэффициентом корреляции кс =0.9932-0.9987. Это означает, что фактически вся деформация на фронте скачка осуществляется полосами. Важно отметить расхождение зависимостей и Дг(/) для последнего скачка на стадии

образования шейки, обусловленное локальным уменьшением ширины и толщины образца. Образование шейки представляет существенно трехмерную задачу, в то время как распространение полос деформации Савара-Массона -преимущественно двумерную задачу. Таким образом, в ходе развития последнего скачка деформации происходит эволюционный переход от пластической неустойчивости, связанной с распространением расширяющихся деформационных полос, к глобальной потери устойчивости материала -образованию трехмерной шейки перед разрывом. Топологически это выражается в смене поступательного движения границ полос Савара-Массона на осциллирующее, с повторяющейся сменой угла полосы при неподвижном ее «центре тяжести» на стадии образования шейки.

Во втором пункте главы излагаются результаты исследования корреляции полос деформации и магистральной трещины в сплаве АМгб с преципитатной

л, мм

Х1, мм

-1-

-2-

2

1-

КхГ" 200

время 1,мс

300 0 4 8 12 N

0

Рис. 1. Корреляционная диаграмма х(1) и гистограмма полос деформации в сплаве АМгб

с преципитатной микроструктурой (Г(1|1=270 °С) на последнем скачке деформации перед разрывом. Положение первичной полосы совпадает с магистральной трещиной, х„.~ха.. Штриховой линией отмечен момент разрыва. На вставках представлены видеокадры в момент появления первичной полосы (слева) и в момент разрыва образца (справа)

микроструктурой. Для исследования влияния количества полос деформации, прошедших через будущую поверхность разрушения, рабочая часть образца условно разделялась на 20 эквидистантных параллельных сечений с координатами х,, подчитывалось количество границ полос Л7, пересекающих каждое сечение и строилась гистограмма Л'(х;). Затем строили корреляционную

диаграмму х(г) - временную зависимость координаты х границы распространяющейся полосы относительно позиции зарождения первичной полосы. Корреляционная диаграмма дг(/) полос деформации на фронте последнего скачка деформации, гистограмма Щх^), характеризующая пространственное статистическое распределение полос деформации с отметками позиций и моментов зарождения первичной полосы х1г и магистральной трещины хсг, представлены на рис. 1. Анализ видеофильмов показывает, что максимум функции Щх,) совпадает с позицией минимального сечения в шейке, а позиция магистральной трещины с точностью порядка размера зерна (10-20 мкм) совпадает с позицией первичной полосы, которая является триггером развития последнего скачка деформации, т.е. хсг и х1г. Предполагается, что полоса-триггер, распространяющаяся со скоростью ~ 1 м/с, при взаимодействии с преципитатами - частицами вторичной /?'(А13М§2)-фазы, - создает в плоскости распространения систему микротрещин, по которым пройдет магистральная трещина. Роль полос деформации состоит в том, что при пересечении границы распространяющейся полосы с этой системой микротрещин происходит их рост и последующее слияние в магистральную трещину. Поэтому поверхность разрушения определяется, в основном, поверхностью первичной полосы, что и объясняет наблюдаемую корреляцию между первичной полосой и магистральной трещиной в сплаве АМгб с преципитатной микроструктурой.

время t, мс

Рис. 2. Корреляционная диаграмма x(t) и гистограмма N(x,) полос деформации в сплаве АМгб с рекристаллизованной структурой (Тт= 450 °С) на последнем скачке деформации перед разрывом. Положение магистральной трещины находится в области, где N я Nmax\ хсг ф х1г

Третий пункт главы посвящен изложению результатов исследования пространственно-временной корреляции динамики полос деформации и магистральной трещины в сплаве АМгб с рекристаллизованной зеренной структурой. На рис. 2 представлена корреляционная диаграмма полос деформации x(t), гистограмма полос N{x() и фронтальная фотография через 2 мс после разрыва образца с рекристаллизованной зеренной структурой, полученной часовым отжигом при 450 °С. Основные особенности пространственно-временной картины полос деформации и разрушения в сплаве АМгб со структурой собирательной рекристаллизации состоят в том, что позиция магистральной трещины: 1) всегда совпадает с минимальным сечением шейки образца; 2) находится в области максимума гистограммы полос Мд); 3) не совпадает с позицией первичной полосы-триггера, с которой начинается последний скачок деформации. Таким образом, в исследованной области температур отжига 277-450 °С магистральная трещина проходит через сечение, наиболее интенсивно «обработанного» полосами деформации. Важно подчеркнуть, что резкое изменение характера корреляции между полосами деформации и магистральной трещиной происходит в узком интервале температур отжига, около 10 °С в окрестности температуры сольвус 275 °С. Если при Гаи=270 °С наблюдается полное совпадение положения и геометрии первичной полосы и макротрещины, то уже при Тап=211 °С такое совпадение никогда не наблюдается и корреляции полос и макроразрушения определяются тремя описанными выше факторами.

В четвертом пункте главы излагаются результаты исследования динамики полос деформации в ходе образования шейки и распространения магистральной трещины в сплаве АМгб. Анализ данных высокоскоростной съемки показывает, что развитие последнего скачка деформации начинается с зарождения от ребра

кристалла первичной полосы деформации обычно в средней части образца. Скорость вершины полосы составляет 1 — 1.5 м/с, а максимальная скорость бокового роста - более 10 см/с. Через 10-20 мс после момента зарождения скорость расширения полосы начинает падать и через 100 мс она составляет около 1-3 мм/с. Затем границы расширяющейся полосы генерируют вторичные полосы, которые расширяются подобным образом, порождая новые полосы и т.д. В результате эволюция неустойчивой деформации описывается бифуркационным «деревом», представленным на рис. I и 2. Далее наступает этап собственно образования шейки: поступательное распространение полосы сменяется на осциллирующее движение, когда полоса раскачивается в угловом секторе я 55° -110° относительно оси растяжения при неподвижном «центре тяжести» полосы. Ширина полосы в ходе осцилляции остается приблизительно постоянной около 1 ч-1.5 мм, соизмеримой с толщиной образца (с1 = 1.2 мм). Характерный период колебаний полосы составляет ~ 10 мс; обычно наблюдается 4-6 осцилляций до начала развития магистральной трещины.

Таким образом, данные скоростной видеосъемки показывают, что разрыв образца происходит в результате развития каскада бифуркаций типа вилки, связанного с размножением полос деформации Савара-Массона. Важно подчеркнуть, что в сплавах Al-Mg для регистрации колебательного движения полосы на стадии образования шейки необходима съемка со скоростью не менее 500 кадр/с. При съемке этого процесса с меньшей скоростью регистрируется картина пересечения двух сопряженных полос, соответствующих точкам поворота осциллятора.

С помощью видеосъемки со скоростью 5000 кадр/с установлено, что трещина зарождается в центральной области шейки, где происходит наиболее интенсивная пластическая деформация, и выходит на поверхность образца со средней скоростью около исг ~ 5 м/с, соизмеримой со скоростью вершины полосы деформации Савара-Массона и,«7 м/с. Предполагается, что скорость вязкой трещины ограничена скоростью и, деформационной полосы, которая подпитывает дислокациями ее вершину. Скорость вершины полосы Савара-Массона и1 ~ 10 м/с, - максимальная скорость пластического фронта, измеренная в экспериментах подобного рода, - является, видимо, предельной скоростью пластической волны в данном материале.

В главе 4 изложены результаты исследования методами динамического анализа пространственно-временных неустойчивостей деформации перед разрушением сплава АМгб с рекристаллизованной структурой.

Показано, что при одноосном растяжении сплава Al-Mg в результате развития в нем пространственно-временных неустойчивостей в виде распространяющихся полос макролокализованной деформации формируется сложно-напряженное состояние задолго до формирования шейки перед разрывом. Оно обусловлено суперпозицией монотонно возрастающего одноосного приложенного напряжения <т(/) = &01 и циклического напряжения изгиба, связанного с повторяющимся спонтанным образованием и распространением взаимно сопряженных полос деформации.

Установлено, что на стадии предразрушения (на последнем скачке деформации), события смены угла полосы: а) автолокализуются вблизи центрального сечения образца, через которое пройдет магистральная трещина; б) образуют временной ряд, подчиняющийся степенной зависимости количества событий М~т'т, (где т = 0.7 -1.1) за время г до момента разрушения, аналогичной закону Омори для мелких землетрясений - предвестников землетрясений большой магнитуды.

Анализ данных видеосъемки показывает, что в ходе развития крупного скачка деформации кинетика смены угла полосы <р(1) демонстрирует поведение бистабильной системы и характеризуется двумя квазистационарными состояниями: с углами полосы около + 30° и -30° относительно нормального сечения образца. Распространяющаяся полоса создает в материале дальнодействующие напряжения изгиба, которые релаксируют за счет спонтанного формирования сопряженной полосы деформации. Между этими состояниями полос происходят повторяющиеся самопроизвольные переключения в центральной части образца, где изгибающий момент, связанный с эволюцией полосы, достигает максимального значения. Показано, что фазовый портрет на плоскости «ф-<р» представляет фазовый портрет осциллятора со слабым затуханием за исключением завершающей стадии образования шейки, которая демонстрирует резкое затухание колебаний угла полосы.

По совокупности различных признаков, известных из литературы [12], с ростом приложенного напряжения скачкообразная составляющая деформации, связанная с динамикой деформационных полос, проявляет тенденцию к хаосу: «бифуркационное дерево», описывающее каскадное размножение полос Савара-Массона, уширение спектра мощности функции ¿>\-(/), характеризующей нестационарность пластической деформации, двухямный фазовый портрет последних скачков, амплитудой около ~ 10 % и т.д. С позиции нелинейной динамики вязкое разрушение сплава А1-М§ с рекристаллизованной структурой следует рассматривать как самоорганизацию в нелинейной неравновесной (диссипативной) системе, находящейся в состоянии детерминированного хаоса.

Пятая глава посвящена экспериментальному исследованию электромагнитного излучения при неустойчивом пластическом течении и разрушении сплава А1-М§.

В первом пункте главы обнаружено, что прерывистое пластическое течение образцов сплавов АМг2 и АМгЗ, запитанных постоянным электрическим напряжением, сопровождается генерированием последовательности импульсов электромагнитной эмиссии (ЭМЭ) - всплесков потенциала нестационарного электрического поля вблизи поверхности образца, отвечающих скачкам пластической деформации. Анализ форм сигналов ЭМЭ позволил выявить тонкие (мезоскопические) скачки перемещения поверхности кристалла, обусловленные динамикой расширяющихся полос деформации на фронте макроскопических деформационных скачков. Выявлены электромагнитные сигналы - предвестники деформационных скачков большой амплитуды, до ~ 10 %, включая последний скачок перед разрывом.

Второй пункт главы посвящен изучению собственного электромагнитного излучения при неустойчивом пластическом течении и разрушении сплава А1-1у^ в условиях оледенения. Известно, что пластическая деформация и разрушение льда сопровождается генерированием сигналов ЭМЭ [13]. При определенных условиях явление ЭМЭ демонстрируют и металлические сплавы, проявляющие прерывистое течение [14]. Изучение этого явления в ходе скачкообразной деформации металлов в условиях оледенения ранее не проводилось.

Образцы сплава АМгЗ, покрытые тонким слоем льда, деформировали одноосным растяжением с постоянной скоростью роста напряжения в мягкой деформационной машине. Потенциал нестационарного электрического поля (сигнал ЭМЭ) измеряли с помощью плоского емкостного зонда, установленного параллельно поверхности льда. Противоположная относительно зонда поверхность образца со слоем льда видеофильмировалась в ходе нагружения. Установлено, что каждый скачок деформации сплава АМгЗ сопровождается генерированием характерного сигнала ЭМЭ амплитудой -0.3-3 мВ (рис. 3). Контрольные эксперименты без ледяной корки на поверхности металла показали, что амплитуда электрического сигнала на фронте скачков деформации находится в пределах от 30 до 100 мкВ. Поэтому зарегистрированные импульсы ЭМЭ связаны с процессами разделения зарядов в ледяной корке.

Причиной электризации льда при механическом нагружении может быть движение заряженных дислокаций, зарождение и распространение электрически активных трещин, а также процессы отслаивания и трения в контакте. Поэтому следует ожидать связь механоэлектрических явлений в ледяном слое с динамикой полос деформации на поверхности металла. Действительно, фронт импульса ЭМЭ, генерируемого в ходе скачка деформации, содержит временные нерегулярности в виде ступенек (рис. 3.), количество которых совпадает с количеством распространяющихся полос деформации. Для первых скачков пластической деформации амплитудой -1% типичное значение времени распространения полос деформации к 70-100 мс совпадает с характерными

ДЕ,%

1.6 -

0.8 -

ч .•

о.о

ф,мВ

Рис. 3. Форма фронта типичного скачка пластической деформации сплава АМгЗ (1) и соответствующий сигнал ЭМЭ (2)

-0.8 -

0 0.2 0.4 0.6 0.8 с

временными нерегулярностями на фронте импульса ЭМЭ. Слой льда не теряет прозрачности, поэтому электрические сигналы не связаны с образованием трещин, а обусловлены скорее движением заряженных дислокаций. Для скачков деформации амплитудой 1.5-3 % типично образование в ледяном слое трещин нормального отрыва, распространяющихся перпендикулярно оси растяжения, а для скачков деформации амплитудой более 3-4 % характерно отслаивание фрагментов ледяного слоя от поверхности деформируемой металлической подложки. Эти процессы сопровождаются генерированием более высокоамплитудных сигналов ЭМЭ.

В заключении сформулированы выводы по работе:

1. Обнаружена и исследована связь между динамикой полос деформации и макроскопическим разрушением сплава Al-Mg. В сплаве АМгб с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением холоднокатаного листа, магистральная трещина распространяется в плоскости первичной полосы, являющейся триггером развития последнего скачка деформации. Предполагается, что первичная полоса, пересекающая сечение образца со скоростью ~ 1 м/с при взаимодействии с преципитатами, частицами вторичной Р(А13М£2)-фазы, создает в плоскости распространения систему микротрещин. При пересечении границ последующих полос деформации с этими микротрещинами происходит их рост и последующее слияние в магистральную трещину.

2. В сплаве с рекристаллизованной зеренной структурой, полученной отжигом выше температуры сольвус, магистральная трещина проходит через сечение, наиболее интенсивно обработанного распространяющимися полосами деформации. Разрушение рекристаллизованного сплава А1-М§ происходит как результат («катастрофа») каскадного размножения полос деформации - «цепной реакции» с коэффициентом около двух.

3. На основе данных скоростной видеосъемки поверхности образцов сплавов АМгЗ и АМгб установлено, что шейка образуется в результате автолокализации полосы деформации из-за смены ее поступательного движения на осциллирующее с периодом колебаний угла полосы около 10 мс. Разрыв металла происходит после 4-6 осцилляций угла полосы, центр тяжести которой остается неподвижным.

4. Выявлен степенной закон распределения как предвестник макроразрушения сплава АМгб с рекристаллизованной структурой. Обнаружено, что на стадии предразрушения в динамике полос наблюдаются дискретные локальные события смены угла полосы, которые распределены во времени по степенному закону с показателем степени аналогичному закону Омори для землетрясений.

5. Обнаружено, что скачкообразная пластическая деформация образца сплава А1-М§, запитанного постоянным электричесим напряжением, сопровождается генерированием последовательности дискретных импульсов электромагнитной эмиссии вблизи поверхности, отвечающих скачкам деформации. Выявлены электромагнитные сигналы - предвестники деформационных скачков большой амплитуды, до ~ 10 %, включая последний скачок деформации перед разрывом.

6. Разработана методика исследования неустойчивой пластической деформации металлов в условиях оледенения, а также регистрации и измерения

собственного электромагнитного излучения в ходе деформирования. Установлено, что сплав, демонстрирующий ступенчатую кривую нагружения, в условиях оледенения генерируют характерные сигналы электромагнитной эмиссии на фронте каждого скачка пластической деформации. Обнаружено, что электромагнитные сигналы возникают одновременно с распространением полос макролокализованной деформации вдоль поверхности контакта лед-металл и обусловлены движением заряженных дислокаций во льде, образованием трещин и эффектами отслаивания льда от металлической подложки.

7. Полученные результаты могут найти применение в создании технологий обработки металлов, которые используют мягкий режим нагружения, позволяющий в принципе увеличить ресурс пластичности сплавов, демонстрирующих прерывистое течение, а также могут быть использованы для разработки бесконтактных методов электромагнитного мониторинга нагруженных узлов металлических конструкций в условиях оледенения.

Цитированная литература:

1. Белл Дж. Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. 4.2. М.: Наука. 1984.432 с.

2. Криштал М.М. Диссертация доктора физ.-мат. наук: 01.04.07. Тольятти. Тольяттинский государственный университет. 2002. 331 с.

3. Лебедкин М.А. Диссертация доктора физ.-мат. наук: 01.04.07. Черноголовка. ИФТТ РАН. 2002. 197 с.

4. Estrin Y., Kubin L.P. / Continuum models for materials with microstructure. Edited by H.-B. Muhlhaus. New-York: Wiley & Sons. 1995. P. 395-450.

5. Halim H., Wilkinson D.S., Niewczas M. II Acta Mater. 2007. V. 55. p. 4151-4160

6. Spencer K„ Corbin S.F., Lloyd D.J.//Mater. Sei. Eng.: 2002. V. A 325. № 1-2. P. 394-404.

7. Рыбин B.B. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия. 1986. 224 с.

8. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 280 с.

9. Tomason P.F. Ductile fracture of metals. Pergamon Press. Oxford. 1990.327 p. Ю.Панин B.E., Деревягина Л.С., Дерюгин E.E. и др.//Физ. мезомех. 2003. T. 6.

№6. С. 97-106.

П.Шибков A.A., Кольцов Р.Ю., Желтов М.А., и др. // Изв. РАН. Серия

Физическая. 2006. Т. 70. № 9. С. 1372-1376. 12.Мун Ф. Хаотические колебания. М.: Мир. 1990. 310 с.

П.Шибков А.А, Желтов М.А., Скворцов В.В. и др. // Кристаллография. 2005.

Т. 50. №6. С. 1073-1083. 14.Schmitter Е. // Phys. Lett. 2007. V. А368. P. 320-323.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Шибков A.A., Мазилкин A.A., Протасова С.Г., Михлик Д.В., Золотов А.Е., Желтов М.А., Шуклинов A.B. Влияние состояния примесей на

скачкообразную деформацию сплава АМгб // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 5. С. 24-32.

2. Шибков A.A., Мазилкин A.A., Протасова С.Г., Михлик Д.В., Золотое А.Е., Желтов М.А., Шуклинов A.B. Влияние выделений вторичной фазы на скачкообразную деформацию алюминиево-магниевого сплава АМгб // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 6. С. 12-17.

3. Шибков A.A., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Назаров C.B. Электромагнитное излучение при деформировании алюминий-магниевого сплава в условиях оледенения // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 10. С. 16-20.

4. Шибков A.A., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Шуклинов A.B. Зарождение и размножение полос деформации Савара-Массона в сплаве АМгб // Деформация и разрушение материалов. 2009. № 9. С. 22-29.

5. Шибков A.A., Желтов М.А., Шуклинов A.B., Денисов Е.К., Золотов А.Е., Михлик Д.В. Электромагнитный in situ мониторинг неустойчивой пластической деформации металлов // Сборник тезисов XLVI-й Международной конференции: Актуальные проблемы прочности (Вологда, 2005).-С. 141.

6. Шибков A.A., Желтов М.А., Шуклинов A.B., Денисов Е.К., Алпатов Д.М., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Лебедкин М.А. Комплекс методов исследования скачкообразной деформации металлов // Сборник тезисов IV Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященной памяти академика Г.В. Курдюмова. Черноголовка. 2006. С. 116.

7. Шибков A.A., Желтов М.А., Шуклинов A.B., Денисов Е.К., Золотов А.Е., Михлик Д.В. Влияние термообработки на неустойчивую пластическую деформацию сплавов Al-Mg // Сборник тезисов 25-й Международной конференции "Актуальные проблемы прочности". Белгород. 2006. 25-28 сентября. С. 112.

8. Шибков A.A., Желтов М.А., Шуклинов A.B., Денисов Е.К., Михлик Д.В., Золотов А.Е. Динамический и структурный аспекты неустойчивой деформации металлов // Сборник тезисов IV Международной конференции "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (MPFP - 2007). Тамбов. 2007. С. 184-187.

9. Шибков A.A., Михлик Д.В., Золотов А.Е., Желтов М.А. Степенная статистика дислокационных лавин в сплавах Al-Mg и закон Омори для землетрясений // Сборник тезисов XVIII Петербургских чтений по проблемам прочности и роста кристаллов, посвященных 100-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР профессора A.B. Степанова. Санкт-Петербург. 2008г. С. 179.

Ю.Шибков A.A., Михлик Д.В., Золотой А.Е., Желтов М.А., Назаров C.B. Электромагнитное излучение, вызванное пластической неустойчивость! металла в условиях оледенения // Сборник тезисов XVIII Петербургских чтени по проблемам прочности и роста кристаллов, посвященных 100-летию со дя рождения члена-корреспондента АН СССР профессора A.B. Степанова. Санкл Петербург. 2008г. С. 184.

П.Шибков A.A., Михлик Д.В., Золотев А.Е., Желтов М.А., Назаров C.B. Динамика полос деформации и разрушение сплавов Al-Mg // Сборник тезисов V Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященной памяти академика Г.В. Курдюмова. Черноголовка.

2008. С. 101.

12.Шибков A.A., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Шуклинов A.B. Динамика образования шейки перед разрушением сплавов системы Al-Mg// Сборник тезисов V Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященной памяти академика Г.В. Курдюмова. Черноголовка. 2008. С. 103.

П.Шибков A.A., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Шуклинов A.B., Скворцов В.В. Структурно-чувствительные переходы от скачкообразной к устойчивой пластической деформации сплавов Al-Mg // Сборник тезисов международной научно-технической конференции «Современные металлические материалы и технологии (СММТ' 2009)». Санкт-Петербург.

2009. С. 546-548.

14.Шибков A.A., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Шуклинов A.B., Скворцов В.В. Прерывистая деформация и разрушение сплава АМгб // Сборник трудов XLVIII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности», посвященной памяти М.А. Криштапа. Тольятти. 2009. С. 153-155.

Диссертационная работа выполнена в рамках реализации аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)», per. номер проекта 2.1.1 /2747.

Отпечатано в издательстве «Нобелистика» МИНЦ. Лицензия ЛР № 070797 от 16.12.97.Изд. заказ N506609,тип.заказ. 124,тираж 100экз. Объем 1.0усл. печ. л. Подписано в печать 11.11.2009.

Россия, 392680, г. Тамбов, ул. Монтажников 4а, т. 56-40-24

Введение.

Глава I. Неустойчивая пластическая деформация и вязкое разрушение металлов.

1.1. Классификация пластических неустойчивостей.

1.1.1. Неустойчивость и структурные уровни деформации.

1.1.2. Макроскопические неустойчивости.

1.1.3. Классификация макропластических неустойчивостей.

1.2. Критическое состояние микроструктуры поликристалла.

1.2.1. Понятие критической фрагментированной структуры.

1.2.2. Источники напряжений в поликристаллах и образование микротрещин.

1.2.3. Механизмы зарождения микротрещин в поликристаллах.

1.2.4. Критическая концентрация вакансий и микротрещин.

1.2.5. Механизмы зарождения, роста и объединения пор.

1.2.6. Механизмы докритического роста трещины.

1.3. Образование шейки и вязкое разрушение.

1.3.1. Феноменология образования шейки. Условие Консидере.

1.3.2. Макрополосы локализованной деформации и образование шейки перед разрывом поликристаллов.

1.3.3. Полосы деформации и вязкое разрушение алюминиевых сплавов.

1.4. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Методические вопросы исследования.

2.1. Мягкая деформационная машина.

2.2. Видеосъемка полос деформации и трещин.

2.3. Электромагнитный метод.

2.4. Материалы исследования. Исходная структура и механические свойства.

2.5. Выводы.

Глава 3. Влияние полос деформации на вязкое разрушение сплава А1-Мё.

3.1. Динамика полос деформации и неустойчивая деформация перед разрывом.

3.2. Корреляция динамики полос деформации и магистральной трещины в сплаве АМгб с преципитатной микроструктурой.

3.2.1. Первичная полоса и магистральная трещина.

3.2.2. Статистика полос деформации и разрушение.

3.2.3. Механизмы разрушения сплава А1-М£ с преципитатной микроструктурой.

3.3. Корреляция динамики полос деформации и магистральной трещины в сплаве А1-М£ с рекристаллизованной микроструктурой.

3.3.1. Пространственно-временная корреляция между полосой Людерса и полосой Савара-Массона.

3.3.2. Корреляционная диаграмма полос деформации и разрушение сплава А1-М£ с рекристаллизованной структурой.

3.4. Полосы деформации и динамика образования шейки перед разрывом.

3.5. Выводы.

Глава 4. Исследование пространственно - временных неустойчивостей деформации перед разрушением методом динамического анализа.

4.1. Роль смены угла полосы в развитии пластических неустойчивостей перед разрушением.

4.2. Кинетика смены угла полосы. Фазовый портрет «ф — (р».

4.3. Степенной закон распределения на стадии предразрушения.

4.4. Спектральный и динамический анализ неустойчивой деформации.

4.5. Выводы.

Глава 5. Исследование неустойчивой деформации и разрушения сплава А1-

§ электромагнитным методом.

5.1. Электрический отклик на скачкообразную деформацию металла.

5.2. Собственное электромагнитное излучение при неустойчивом пластическом течении и разрушении сплава А1-М£ в условиях оледенения.

5.2.1. Особенности методики.

5.2.2. Связь сигнала ЭМЭ с прерывистой деформацией сплава АМгЗ, покрытого слоем льда.

5.3. Выводы.

Актуальность темы. Алюминиевые сплавы используют для изготовления легких конструкций. Алюминий-магниевые сплавы, обладающие сочетанием высокой прочности, свариваемости, коррозионной стойкости и низкой плотности, нашли применение в авиационной технике, судостроении, автомобильном и химическом машиностроении. Однако эти сплавы демонстрируют прерывистую деформацию, связанную с макролокализацией пластического течения в статических и распространяющихся полосах деформации [1-4], которые, с одной стороны, ухудшают качество поверхности промышленных изделий, а с другой - снижают пластичность сплавов Al-Mg [5, б]. Последнее непосредственно связано с влиянием полос деформации на механизмы разрушения. В условиях проявления прерывистой деформации сплавы Al-Mg демонстрируют, как правило, вязкое разрушение. Теория вязкого разрушения, однако, не учитывает локализацию деформации в макроскопических полосах деформации, а основана на представлении о зарождении деформационных и/или диффузионных пор, их коалесценции и слиянии в магистральную трещину [7, 9].

Прерывистую деформацию различают на эффект Портевена-Ле Шателье (ПЛШ), который выражается в появлении скачков разгрузки на кривых деформирования с постоянной скоростью ¿0 = const в «жесткой» испытательной машине и эффект Савара-Массона - появление ступеней деформации на кривых нагружения с постоянной скоростью роста напряжения а0 = const в «мягкой» деформационной машине [1]. При жестком» режиме растяжения разрушение происходит по одной из статических полос деформации ПЛШ, которые накапливаются в ходе деформирования. Ключевая роль полос макролокализованной деформации, самосогласованных по схеме «креста» на стадии образования шейки перед разрывом была недавно выявлена в [10] на некоторых сплавах, не демонстрирующих прерывистую деформацию при «жестком» режиме растяжения. В условиях проявления эффекта Савара-Массона статических полос не наблюдается, с течением времени полосы делокализуются, так как представляют собой расширяющиеся шейки [11] и механизм разрушения в этом случае должен существенно отличаться от механизма разрушения сплава, проявляющего эффект ПЛШ в условиях жесткого режима деформирования.

Таким образом, механизмы вязкого разрушения металлических сплавов, демонстрирующих прерывистое течение в настоящее время неизвестны. Исследование природы вязкого разрушения материалов с учетом локализации деформации в статических и распространяющихся полосах деформации представляет актуальную проблему. Особенно она важна для промышленных алюминиево-магниевых сплавов с содержанием магния от 2 до 6%, широко используемых при производстве автомобилей и авиационной техники. Кроме того, эти сплавы традиционно являются модельными материалами для изучения природы прерывистой деформации металлических сплавов, деформируемых скольжением.

Цель диссертационной работы: на основе данных скоростной видеосъемки динамики поверхности исследовать роль распространяющихся полос деформации в образовании шейки и макроразрушении сплава демонстрирующего прерывистую деформацию Савара-Массона.

В соответствии с поставленной целыо были сформулированы следующие задачи исследования:

- разработать методический подход для исследования предвестников макроразрушения металла, деформируемого в условиях проявления эффекта Савара-Массона;

- с помощью скоростной видеосъемки провести исследования динамики полос макролокализованной деформации на стадии предразрушения сплава А1-М£;

- провести анализ пространственно-временных структур полос деформации, включая стадию образования шейки перед разрывом, с целью выявления предвестников разрушения и разработки алгоритма прогноза позиции и момента начала закритического разрушения;

- разработать механизмы макроразрушения сплава, демонстрирующего прерывистую деформацию Савара-Массона;

- провести измерения и исследования собственного электромагнитного излучения в ходе прерывистой деформации сплава Al-Mg в условиях оледенения.

Научная новизна результатов, изложенных в диссертации:

1. В сплаве АМгб с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением, предвестником макроразрушения является первичная полоса локализованного сдвига, распространяющаяся со скоростью ~ 1 м/с - триггер развития последнего скачка деформации амплитудой до ~ 10 %: магистральная трещина проходит по полосе локализованного сдвига, несмотря на сложную динамику деформационных полос и образование шейки.

2. Предложен механизм разрушения, состоящий в том, что в результате динамического взаимодействия полосы локализованного сдвига с преципитатами вблизи последних образуются микротрещины, которые подрастают при последующем взаимодействии с распространяющимися полосами деформации Савара-Массона и сливаются в магистральную трещину.

3. В сплаве АМгб с рекристаллизованной зеренной структурой, разрушение происходит в результате развития каскада размножения полос деформации с последующей сменой поступательного движения полосы на осциллирующее на стадии формирования шейки.

4. Установлено, что сплав АМгЗ, демонстрирующий ступенчатую кривую нагружения, в условиях оледенения генерирует характерные сигналы электромагнитной эмиссии на фронте каждого скачка пластической деформации. Обнаружено, что электромагнитные сигналы возникают одновременно с расширением полос деформации вдоль поверхности контакта и обусловлены движением заряженных дислокаций во льде, образованием трещин и отслаиванием льда от металлической подложки.

Научная ценность и практическая значимость работы.

Научная ценность полученных результатов состоит в установленном различном характере связи между динамикой полос деформации и разрушением алюминий-магниевого сплава с преципитатной микроструктурой и со структурой собирательной рекристаллизации, а также в обнаруженном впервые собственном электромагнитном излучении при распространении деформационных полос на поверхности металла в условиях оледенения. Практическая значимость результатов работы определяется важностью проблемы механической устойчивости и прочности промышленных сплавов системы используемых при производстве летательных аппаратов и автомобилей; кроме того, полученные результаты могут быть использованы при разработке электромагнитных методов раннего выявления повреждения металлических поверхностей, покрытых слоем льда.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты. 1. Обнаруженные структурно-чувствительные корреляции между пространственно-временной структурой полос деформации Савара-Массона и магистральной трещиной в сплаве АМгб: а) в сплаве с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением, поверхность магистральной трещины с точностью до размера зерна (~10 мкм) совпадает с поверхностью распространения полосы локализованного сдвига, с которой начинается развитие последнего скачка деформации; б) в сплаве с рекристаллизованной зеренной структурой магистральная трещина распространяется в сечении, через которое прошло максимальное количество полос деформации; в) переход между различными видами корреляций (а) и (б) происходит, как установлено, в узком интервале температур отжига вблизи температуры ограниченной растворимости Tsv, что указывает на существенное влияние динамического взаимодействия полос деформации с частицами /? (АЬМ^-фазы на природу вязкого разрушения сплава АМгб.

2. Механизмы разрушения сплавов Al-Mg с преципитатной и рекристаллизованной микроструктурой, демонстрирующих прерывистое течение при растяжении с постоянной скоростью роста напряжения.

3. Собственное электромагнитное излучение в ходе скачкообразной пластической деформации сплава Al-Mg в условиях оледенения.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах: IV и V Международные конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященная памяти академика Г.В. Курдюмова (Черноголовка, 2006 и 2008); XLVI Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Вологда, 2005); 45-я Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Белгород, 2006); IV Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (MPFP - 2007) (Тамбов. 2007 г.); XVHI Петербургские чтения (Санкт-Петербург 2008); Международная научно-техническая конференция «Современные металлические материалы и технологии (СММТ 2009)» (Санкт-Петербург. 2009 г.); XLVTII Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», посвященная памяти М.А. Криштала (Тольятти, 2009).

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 4 статьях в журналах перечня ВАК и 10 тезисах докладов на международных и всероссийских конференциях.

Достоверность результатов. Выводы диссертации основаны на проведении комплексных исследований, включающих экспериментальные исследования in situ динамики полос деформации и трещин в сочетании с методами корреляционного и спектрального анализа полученных данных; не противоречат известным положениям физики и согласуются с теоретическими сведениями и экспериментальными результатами других исследователей.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации, состоит в разработке и изготовлении экспериментальных установок, проведении экспериментов, обработке экспериментальных данных, а также в обсуждении результатов и написании статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, приложения и содержит 134 страницы текста, в том числе 50 рисунков, 1 таблицу и список цитированной литературы из 228 наименований.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обнаружена и исследована связь между динамикой полос деформации и макроскопическим разрушением сплава А1-М§ с различной исходной микроструктурой. В сплаве АМгб с преципитатной микроструктурой, полученной искусственным старением, магистральная трещина распространяется в плоскости первичной полосы, являющейся триггером развития последнего скачка деформации. Предполагается, что первичная полоса, пересекающая сечение образца со скоростью ~ 1 м/с при взаимодействии с преципитатами, частицами вторичной /?(А13М§2)-фазы, создает в плоскости распространения систему микротрещин. При пересечении границ последующих полос деформации с этими микротрещинами происходит их рост и последующее слияние в магистральную трещину.

2. В сплаве АМгб с рекристаллизованной зеренной структурой, полученной отжигом выше температуры сольвус, магистральная трещина проходит через сечение, наиболее интенсивно обработанного распространяющимися полосами деформации. Разрушение рекристаллизованного сплава А1-М^ происходит как результат («катастрофа») каскадного размножения полос деформации - «цепной реакции» с коэффициентом около двух.

3. На основе данных скоростной видеосъемки поверхности образцов сплавов АМгЗ и АМгб установлено, что шейка образуется в результате автолокализации полосы деформации из-за смены ее поступательного движения на осциллирующее с периодом колебаний угла полосы около 10 мс. Разрыв металла происходит после 4-6 осцилляций фронта полосы, центр тяжести которой остается неподвижным.

4. Выявлен степенной закон распределения как предвестник макроразрушения сплава АМгб с рекристаллизованной структурой. Обнаружено, что на стадии предразрушения в динамике полос наблюдаются дискретные локальные события смены угла полосы, которые распределены во времени по степенному закону с показателем степени т « -1, аналогичному закону Омори для землетрясений.

5. Обнаружено, что скачкообразная пластическая деформация образца сплава А1-М§, запитанного постоянным электричесим напряжением, сопровождается генерированием последовательности дискретных импульсов электромагнитной эмиссии вблизи поверхности, отвечающих скачкам деформации. Выявлены электромагнитные сигналы — предвестники деформационных скачков большой амплитуды до ~ 10 %, включая последний скачок деформации перед разрывом.

6. Разработана методика исследования неустойчивой пластической деформации металлов в условиях оледенения, а также регистрации и измерения собственного электромагнитного излучения в ходе деформирования. Установлено, что сплав, демонстрирующий ступенчатую кривую нагружения, в условиях оледенения генерируют характерные сигналы электромагнитной эмиссии на фронте каждого скачка пластической деформации. Обнаружено, что электромагнитные сигналы возникают одновременно с распространением полос макролокализованной деформации вдоль поверхности контакта лед-металл и обусловлены движением заряженных дислокаций во льде, образованием трещин и эффектами отслаивания льда от металлической подложки.

7. Полученные результаты могут найти применение в создании технологий обработки металлов, которые используют мягкий режим нагружения, позволяющий в принципе увеличить ресурс пластичности сплавов, демонстрирующих прерывистое течение, а также могут быть использованы для разработки бесконтактных методов электромагнитного мониторинга нагруженных узлов металлических конструкций в условиях оледенения.

Диссертационная работа выполнена в рамках реализации аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)», per. номер проекта 2.1.1/2747.

1. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. 4.2. М.: Наука. 1984. 432 с.

2. Криштал М.М. Взаимосвязь неустойчивости и неоднородности пластической деформации. Диссертация доктора физ.-мат. наук: 01.04.07. Тольятти. Тольяттинский государственный университет. 2002. 331 с.

3. Лебедкин М.А. Самоорганизация и коллективные эффекты при неустойчивой пластической деформации кристаллов. Диссертация доктора физ.-мат. наук: 01.04.07. Черноголовка. ИФТТ РАН. 2002. 197 с.

4. Estrin Y., Kubin L.P. Spatial coupling and propagative plastic instabilities / Continuum models for materials with microstructure. Edited by H.-B. Muhlhaus. New-York: Wiley & Sons. 1995. P.395-450.

5. Halim H., Wilkinson D.S., Niewczas M. The Portevin-Le Chatelier (PLC) effect and shear band formation in an AA5754 alloy // Acta Mater. 2007. V. 55. P. 4151-4160

6. Spencer K., Corbin S.F., Lloyd D.J. The influence of iron content of the plain strain fracture behavior of AA5754 Al-Mg sheet alloys // Mater. Sci. Eng. 2002. V. A 325. N 1-2. P. 394404.

7. Рыбин B.B. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия. 1986. 224 с.

8. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 280 с.

9. Tomason P.F. Ductile fracture of metals. Pergamon Press. Oxford. 1990. 327 p.

10. Панин B.E„ Деревягина Л.С., Дерюгин E.E. и др. Закономерности стадии предразрушения в физической мезомеханике // Физ. мезомех. 2003. Т. 6. № 6. С. 97-106.

11. Шибков А.А., Кольцов Р.Ю., Желтов М.А., и др. Динамика спонтанной делокализации пластической деформации при неустойчивом пластическом течении сплавов Al-Mg // Изв. РАН. Серия Физическая. 2006. Т. 70. № 9. С. 1372-1376

12. Степанов В.А. Основы пластической прочности кристаллов. М.: Наука. 1974. 235 с.

13. Олемской А.И., Скляр И.А. Эволюция дефектной структуры твердого тела в процессе пластической деформации // УФН. 1992. Т. 162. № 6. С. 26-79.

14. Лихачев В.А., Рыбин B.B. Роль пластической деформации в процессе разрушения кристаллических твердых тел. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. Т. 37. № 11. С. 24332438.

15. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск.: Наука. 1985. 230 с.

16. Владимиров В.И. Вопросы теории дефектов в кристаллах. Л.: Наука. 1987. С. 43-57.

17. Лихачев В.А., Рыбин В.В. Дислокационная модель пластической деформации и разрушение кристаллов // Вестник ЛГУ. 1976. № 7. С. 103-108.

18. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир. 1967. 643 с.

19. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат. 1972. 599 с.

20. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука. 1983. 279 с.

21. Грабский М.В. Структурная сверхпластичность металлов. М.: Металлургия. 1985. 270 с.

22. Кайбышев O.A. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Металлургия. 1984. 263 с.

23. Дунин-Барковский Л.Б. Статистика и динамика коллективных дислокационных эффектов при неустойчивом пластическом течении. Диссертация кандидата физ.-мат. наук: 01.04.07. Черноголовка. ИФТТ РАН. 1999. 118 с.

24. Hahner Р., Ziegenbein А., Rizzi Е., Neuhauser Н. Spatiotemporal analysis of Portevin-Le Chatelier deformation bands: theory, simulation, and experiment // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. P. 134109.

25. Малыгин Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов // УФН. 1999. Т. 169. № 9. С. 979-1010.

26. Малыгин Г.А. Анализ деформационного упрочнения кристаллов при больших пластических деформациях // ФТТ. 2001. Т. 43. № 10. С. 1832-1838.

27. Иванова B.C., Баланкин A.C., Бунин И.Ж., Оксогоев A.A. Синергетика и фракталы в материаловедении. 1994. М.: Наука. 383 с.

28. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. М.: Наука. 1976. 584 с.

29. Набарро Ф.Р.Н, Базинский З.С., Хольт Д.В. Пластичность чистых монокристаллов. М.: Металлургия. 1967.214 с.

30. Бернер Р., Кронмюллер Г. Пластическая деформация монокристаллов. 1969. М.: Мир. 272 с.

31. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М: Мир. 1972. 408 с.

32. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П. и др. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. Киев: Наукова думка, 1989. 256 с.

33. Косевич А.М. Дислокации в теории упругости. Киев: Наукова думка. 1978.219 с.

34. Смирнов Б.И. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. JL: Наука. 1981.236 с.

35. Предводителев А.А., Игонин С.И. Формирование полос скольжения при пластической деформации кристаллов / Элементарные процессы пластической деформации кристаллов. Киев: Наукова думка. 1978. С. 17-35.

36. Веселов В.И., Ничуговский Г.И., Предводителев А.А. Моделирование процесса образования полосы скольжения // Изв. ВУЗов. 1981. Т. 24. С. 82-86.

37. Rosenfield A.R., Kanninen M.F. The dynamics of dislocation pile-up formation with a nonlinear stress-velocity relation for dislocation motion // Phil. Mag. 1970. V. 22. № 4. P. 142-154.

38. Kanninen M.F.,Rosenfield A.R. Dynamics of dislocation pile-up formation // Phil. Mag. 1969. V. 21. № 2. P. 569-587.

39. Rosenfield A.R., Hahn G.T. Linear arrays of motion dislocation piling-up against an obstacle // Acta Metall. 1968. V. 16. № 3. p. 755-759.

40. Zaitsev S.I., Nadgornyi E.M. The movement double-ended dislocation arrays through discrete obstacles // Phys. Status Solidi (a). 1975. V. 28. № 1. P. 49-59.

41. Arsenault R.J. A dynamic dislocation pile-up in neutron-irradiated metals // Phil. Mag. A. 1971. V. 24. №2. P. 259-271.

42. Arsenault R.J. Thermally-activated motion of group of dislocation // Scripta Metall. 1978. V. 12. № 7. P. 633-637.

43. Head A.K. Dislocation group dynamics. I.Similarity solution of the n-body problem // Phil. Mag. 1972. V. 26. № 1. P. 43-53.

44. Head A.K. Dislocation group dynamics. n.General solutions of n-body problem // Phil. Mag. 1972. V. 26. №1. P. 65-71.

45. Head A.K. Dislocation group dynamics. Ш. Similarity solution of continuum approximation // Phil. Mag. 1972. V. 26. № 1. P. 65-72.

46. Head A.K., Wood W.W. Dislocation group dynamics. IV. General solution of the continuum approximation // Phil. Mag. 1973. V. 27. № 3. P. 505-517.

47. Head A.K., Wood W.W. Dislocation group dynamics. V. Equilibrium revisited // Phil. Mag. 1973. V. 27. №3. P. 519-530.

48. Head A.K. Dislocation group dynamics. VI. The release of pile-up // Phil. Mag. 1973. V. 27. № 3.P. 531-539.

49. Yokobori Т., Yokobori J., Kamei A. Computer simulation of dislocation emission from a stressed source // Phil. Mag. 1974. V. 30. № 4. P. 367-378.

50. Гилман Дж.Д., Джонстон В. Зарождение и рост полос скольжения в кристаллах фтористого лития / Дислокации и механические свойства кристаллов. М.: Изд. иностр. литературы. 1960. С. 82-122.

51. Neuhauser Н. Slip-line formation and collective dislocation motion // Dislocation in Solids. Edited by F.R.N. Nabarro. North Holland Company. 1983. P. 319-440.

52. Neuhauser H., Arkan O.B. Dislocation motion and multiplication in Cu-Ni single crystals // Phys. Status Solidi (a). 1987. V. 100. № 2. P. 441-449.

53. Arkan O.B., Neuhauser H. Dislocation velocities in Cu-Ni alloys determined by the stress pule-etch pit technique and by slip line cinematography // Phys. Status Solidi (a). 1987. V. 100. № 2. P. 385-397.

54. Hampel A., Neuhauser H. Investigation of slip line growth in f.c.c. Cu alloys with high resolution in time // Phys. Status Solidi (a). 1987. V. 100. № 1. P. 441-449.

55. Малыгин Г.А. Особенности формирования полос скольжения при пластической деформации слоистых кристаллов // ФТТ. 1999. Т. 41. № 2. С. 252-258.

56. Головин Ю.И., Шибков А.А. Динамика скоплений заряженных дислокаций. Эксперимент // ФТТ. 1988. Т. 30. № 8. С. 2557-2559.

57. Зайцев С.И., Надгорный Э.М. Кинетика движения полос скольжения в кристаллах NaCl // ФТТ. 1972. Т. 14. № 2. С. 3282-3286.

58. Zaitsev S.I., Nadgornyi Е.М. The movement of double-ended dislocation arrays // Phys. Status Solidi (a). 1971. V. 8. № 1. P. 353-359.

59. Лихачев В.А. Кооперативная пластичность, обусловленная движением границ разориентации и границ раздела фаз // Изв. Вузов. Физика. 1982. № 6. С. 83-102.

60. Виторский Л.М., Зубец Ю.Е., Каверина С.Н. и др. Структурные изменения при деформации поликристаллического малолегированного молибдена // ФММ. 1972. Т. 33. №5. С. 831-840.

61. Вергазов А.Н., Лихачев В.А., Рыбин В.В. Характерные элементы дислокационной структуры в деформированном поликристаллическом молибдене // ФММ. 1976. Т. 42. № 1.С. 146-154.

62. Вергазов А.Н., Лихачев В.А., Рыбин В.В. Исследование фрагментированной структуры, образующейся в молибдене при активной пластической деформации // ФММ. 1976. Т. 42. №6. С. 1241-1246.

63. Лихачев В.А., Патрикеев Ю.И., Петрова Т.Г. и др. О природе высокопрочного состояния сплава МР47 / Исследование и применение сплавов тугоплавких металлов. М.: Изд. ИМЕТ АН СССР. 1983. С. 64-72.

64. Быков В.А., Лихачев В.А., Никонов. Ю.А. и др. Фрагментирование и динамическая рекристаллизация в меди при больших и очень больших пластических деформациях // ФММ. 1978. Т. 45. № 1. С. 163-169.

65. Лихачев В.А., Мышляев М.М., Олевский С.С., Чучман Т.Н. Сверхпластичность алюминия и его структура. Препринт № 124. Черноголовка: Изд. ИФТТ АН СССР. 1973. 7 с.

66. Лихачев В.А., Мышляев М.М., Сеньков О.Н. О природе сверхпластичности алюминия // ФММ. 1979. Т. 47. №. 6. С. 1271-1277.

67. Беляев С.П., Лихачев В.А., Мышляев М.М., Сеньков О.Н. Динамическая рекристаллизация алюминия // ФММ. 1981. Т. 52. №. 3. С. 617-626.

68. Кузьмин С.Л., Лихачев В.А., Мышляев М.М. Сверхпластичность моно- и поликристаллов алюминия при кручении // ФММ. 1977. Т. 44. № .2. С. 429-432.

69. Лихачев В.А., Мышляев М.М., Олевский С.С., Чучман Т.Н. Свойства границ блоков, формирующихся при ползучести // ФММ. 1974. Т. 37. №. 6. С. 1279-1283.

70. Малыгин Г.А. Особенности формирования ячеистых дислокационных структур в поли- и мелкокристаллических материалах // ФТТ. 1991. Т. 33. № 11. С. 3267-3274.

71. Малыгин Г.А. Кинетический механизм образования разориентированных ячеистых дислокационных структур// ФТТ. 1989. Т. 31. № 7. С. 43-49.

72. Штремель М.А. Прочность сплавов. 4.2. Деформация. М.: МИСИС. 1997. 527 с.

73. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М. Металлургия. 1975. 454 с.

74. Цигенбайн А., Плессинг И., Нойхойзер X. Исследование мезоуровня деформации при формировании полос Людерса в монокристаллах концентрированных сплавов на основе меди // Физ. мезомех. 1998. Т. 2. С. 5-20.

75. Rizzi Е., Hahner P. On the Portevin Le Chatelier effect: theoretical modeling and numericalresults // Int. Journ. of Plasticity. 2004. V. 20. № 1. P. 121165.

76. Kubin L.P., Estrin Y. Evolution of dislocation densities and the critical conditions for the Portevin-Le Chatelier effect // Acta Metall. Mater. 1990. V. 38. № 5. P. 697-708.

77. Estrin Y., Kubin L.P. Plastic Instabilities: Phenomenology and Theory // Mat. Sci. Eng. 1991. V. 137. P. 125-134.

78. Estrin Y. Classification of plastic instabilities by linear stability analysis // Solid State Phenomena. 1988. V. 3-4. P. 417-428.

79. McReynolds A.W. Plastic deformation waves in aluminum // Metals Transact. 1949. № 1. P.32-45.

80. Chihab K., Estrin Y., Kubin L.P., Vergnol J. The kinetics of the Portevin-Le Chatelier effect in an Al-5at%Mg alloy// Scripta Metall. 1987. V. 21. P. 203-208.

81. Estrin Y., Kubin L.P. Collective dislocation behavior in dilute alloys // J. Mech. Behavior Mater. 1989. V. 2.P. 255-292.

82. Louat N. On the theory of the Portevin-Le Chatelier effect // Scripta Metall. 1981. V. 15. № 11. P. 1167-1170.

83. Cottrell A.H., Bilby B.A. Dislocation theory of yielding and strain aging of Iron // Proc.Phys. Soc. London. 1949. V. 62. № 1. P. 49-62.

84. Kubin L.P., Estrin Y. The Portevin-Le Chatelier effect in deformation with constant stress rate // Acta Metall. 1985. V. 33. № 3. P. 397-407.

85. Kubin L.P., Chihab K., Estrin Y. The rate dependence of the Portevin-Le Chatelier effect // Acta Metall. 1988. V. 36. P. 2707-2718.

86. Lebyodkin M.A., Bobrov V.S. Role of dynamical processes at discontinuous deformatioin of aluminum // Solid State Phenom. 1994. V. 35-36. P. 411-416.

87. Лебедкин M.A., Дунин-Барковский JI.P. Динамический механизм температурной зависимости эффекта Портевена-Ле Шателъе // ФТТ. 1998. Т. 40. № 3. С. 487-492.

88. Lebyodkin М.А., Brechet Y., Estrin Y., Kubin L.P. Statistics of the catastrophic slip events in the Portevin-Le Chatelier effect // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 74. № 23. P. 4758-4761.

89. Lebyodkin M., Dunin-Barkowskii L., Brechet Y., Estrin Y., Kubin L. Spatio-temporal dynamics of the Portevin-Le Chatelier effect: experiment and modelling // Acta Mater. 2000. V. 48. P. 2529-2541.

90. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Карташова H.B. Пространственно-временная самоорганизация пластической деформации ГЦК металлов // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 60. С. 538.

91. Зуев Л.Б., Данилов В.И. О природе крупномасштабных корреляций при пластическом течении // ФТТ. 1997. Т. 39. С. 1399.

92. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А., Чумлякова Ю.И., Карташова Н.В. Кристаллографические аспекты макронеоднородного пластического течения металлических монокристаллов // Кристаллография. 2001. Т. 46. № 1. С. 99-107.

93. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Горбатенко В.В. Автоволны локализованной пластической деформации //ЖТФ. 1995. Т. 65. № 5. С. 91-103.

94. Клявин О.В., Степанов А.В. Изучение механических свойств твердых тел, особенно металлов, при температурах 4.2 К абсолютных и ниже // ФММ. 1959. Т. 8. № 6. С.'922-927.

95. Гиндин И.А., Лазарев Б.Г., Стародубов Я.Д. О прерывистом характере пластической деформации при низких температурах // ФТТ. 1961. Т. 3. № 3. С. 920-925.

96. Давиденков Н.Н. Кинетика образования зубцов на диаграммах деформации // ФТТ. 1961. Т. 3. № 8. С. 2459-2465.

97. Kuramoto Е., Takeuchi S., Suzuki Т. Plastic instability of the single crystals compressed at 4.2 К // J. Phys. Soc. Japan. 1973. V. 34. № 5. P. 1217-1225.

98. Schwartz R., Mitchell J. Dynamic dislocation phenomena in single crystals of Cu-10.5at.%A1 alloys at 4.2 К // Phys. Rev. B. 1974. V. 9. P. 3292-3299.

99. Estrin Y., Tangri K. Thermal mechanism of the anomalous temperature dependence ofth flow stress//ScriptaMetall. 1981. V. 15. P. 1323-1328.

100. Komnik S.N., Demirski V.V. Study of the instability of plastic flow in Cu+14at.%Al singl crystals at low 1ейфтрегаШге5 // Cryst. Res. Technol. 1984. V. 19. P. 863-870.

101. Komnik S.N., Demirski V.V., Startsev V.I. Low temperature instability of plastic flow-alloys // Czech. J. Phys.B. 1985. V. 35. P. 230-234.

102. Groger V., Kohout J., Lebyodkin M.A., Dunin-Barkovskii L.R. Onset of discontinuous flow in Cu-Be alloys // Solid State Phenomena. 1994. V. 97-98. P. 251-256.

103. Бобров B.C., Лебедкин M.A. Роль динамических процессов при низкотемпературной скачкообразной деформации алюминия // ФТТ. 1993. Т. 35. № 7. С. 1881-1889.

104. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. М.: Металлургия. 1974. 528 с.

105. Johnston W.G., Gilman J.J. Dislocation velocities, dislocation densities and plastic flow in lithium fluoride crystals // J. Applied Physics. 1959. V. 30. № 2. P. 129-144.

106. Gilman J J., Johnston W.G. Behavior of individual dislocation in strain-hardened LiF crystals // J. Appl. Phys. I960. V. 31. № 4. P. 687-692.

107. Гилман Дж.Д. Механические свойства ионных кристаллов // УФН. 1963. Т. 80. № 3. С. 455-503.

108. Амелинкс С. Методы прямого наблюдения дислокаций. М.: Мир. 1968. 440 с.

109. Стоянова И.Г., Анаскин И.Ф. Физические основы методов просвечивающей электронной микроскопии. М. 1972. 2 с.

110. Золоторевский B.C. Механические испытания и свойства металлов: М.: МИСИС. 1998. 400 с.

111. Brindley В.J., Worthington P.J. Yield-point phenomena in substitutional alloys // Metallurgical Reviews. 1970. V. 15. P. 101-114.

112. Классен-Неклюдова M.B. Закономерности скачкообразной деформации // Журнал русского физ-хим. общества, часть физическая. 1928. Т. 60. № 5. С. 373-378.

113. Ardley G.W., Cottrell А.Н. Yield points in brass crystals // Proc. Roy. Soc. (A). 1953. V. 219. № 2. P. 328-334.

114. Yoshinaga H., Toma K., Abe K. The Portevin-Le Chatelier effect in vanadium // Phil. Mag. (A). 1971. V. 23. № 7. P. 1387-1404.

115. Nogneira T.M., Fortes M.A. Conditions for periodic serration's in tensile curves // Scripta Metall. 1984. V. 18. № 5. P. 505-508.

116. Давиденков H.H. Кинетика образования зубцов на диаграмме деформации // ФТТ. 1961. Т. 3.№ 8. С. 2459-2465.

117. Джоунс Р., Уайкс К., Голографическая и спекл- интерферометрия. М.: Мир. 1986. 328 с.

118. Крипггал М.М. О температурно-скоростных зависимостях критической деформации начала прерывистой текучести // ФММ. 1996. Т. 82. № 3. С. 176-178.

119. Schwarz R.B., Funk L.L. Kinetics of the Portevin-Le Chatelier effect in A16061 alloy // Acta Metall. 1985. V. 33. № 2. P. 295-307.

120. Pink E. The effect of precipitates on characteristics of serrated flow in AlZnSMg // Acta Metall. 1989. V. 37. P. 1773-1781.

121. Neuhauser H., Hampel A. Observation of Luders bands in single crystals // Scripta Metall. mater. 1993. V. 29. №9. P. 1151-1157.

122. Ziegenbein A., Hahner P., Neuhauser H. Correlation of temporal instabilities and spatial localization during Portevin±LeChatelier deformation of Cu±10 at.% A1 and Cu±15 at.% A1 // Сотр. Mat. Sci. 2000. V. 19. P. 27-34.

123. Кривоглаз M.A. Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами. М.: Наука, 1967. 336 с.

124. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. JL: Наука, 1986. 223 с.

125. Рыбин В.В. Закономерности формирования мезоструктур в ходе развитой пластической деформации // Вопросы материаловедения. 2002. Т. 29. № 1. С. 11-33.

126. Конева Н.А., Тришкина Л.И., Жданов А.Н. и др.Источники полей напряжений в деформированных поликристаллах// Физ. мезомех. 2006. Т. 9. № З.С. 93-101.

127. Бетехтин В. И., Владимиров В. И. Кинетика микроразрушения кристаллических тел // Проблемы прочности и пластичности твердых тел. Л : Наука, 1979. С. 142-154.

128. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М. Наука. 1965. 560 с.

129. Финкель В.М. Физика разрушения. М. Металлургия. 1970. 249 с.

130. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М.: Металлургия. 1979. 496 с.

131. Трефилов В.И., Мильман В.В., Фирсов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова думка. 1975. 315 с.

132. Орлов А.А. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М.: Высш. школа. 1983. 144 с.

133. Zener С. Fracturing of metals // Trans. Amer. Soc. Metals. 1948. N 40. P. 3-14.

134. Stroch A.N. A theory of fracture of metals // Advanced Phys. 1957. V. 6. N. 24. P. 418-428.

135. Orowan E. Dislocations in metals. AIME. New-York. 1954. P. 131.

136. Schulson E.M. The brittle failure of ice under compression // J. Phys. Chem. B. 1997. V. 101. №32. P. 6254-6258.

137. Stroh A.N. The formation of cracks as a result of plastic flow // Proc. Roy. Soc. 1954. V. A. 223. P. 404-414.

138. Cottrell A.H. Theory of brittle fracture in steel and similar metals // Trans. Met. Soc. AIME. 1958. V. 38. N 2. P. 192-203.

139. Федоров В.А., Тялин Ю.И., Тялина В.А. Дислокационные механизмы разрушения двойникующихся материалов. М.: Машиностроение-1, 2004. 336 с.

140. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия. 1978. 248 с.

141. Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. М.: Наука. 1979. 344 с,

142. Ghosal А.К., Narasimhan R. Numerical simulations of growth and ductile fracture initiation under mixed — mode loading // Int. Journal of Fracture. 1996. V. 77. P. 281-304.

143. Huang J.K., Dong X.H. A ductile fracture criterion based on the three dimensional void model // Acta Metall. Sin (Engl. Lett). 2008. V. 21. № 9. P. 227-234.

144. Bandstra I.P., Koss D.A. On the influence of void growth and coalescence during ductile fracture // Acta Mater. 2008. V. 56. P. 4429-4439.

145. Ашкрофт H., Мермин H. Физика твердого тела. Т. 2. М.: Мир. 1979. 424 с.

146. Панин В.Е., Гриняев Ю.В. Физическая мезомеханика новая парадигма на стыке механики деформируемого твердого тела // Физ. мезомех. 2003. Т. 6. № 4. С. 9-36.

147. Лихачев В.А., Малыгин В.Т. Структурно-аналитическая теория прочности. Наука.: СПб. 1993. 473 с.

148. Лихачев В.А., Рыбин В.В. Дисклинациопная модель пластической деформации и разрушения кристаллов // Вестник Ленинградского университета. 1976. № 7. С. 103-108.

149. Лихачев В.А., Рыбин В.В. Дисклинации в идеально фрагмептированном кристалле // ФТТ. 1976. Т. 18. С. 163-165.

150. Syryamkin V.I., Panin S. V. Television-optical technique for materials investigation and diagnostics of state of loaded materials and structure parts // Вычислительные технологии. 2003 Т. 8. С. 10-25.

151. Смолин И.Ю. О применении модели Коссера для описания пластического деформирования на мезоуровне // Физ. мезомех. 2005. Т. 8. № 3. С. 49-62.

152. Nakajima М., Mochizuki Yu., Shimizu Т. et al. Coaxing effect in high strength steels // Proc. Int. ICF Interquadrennial Conf. Fracture Mech. / Ed. by R.V. Goldstein et al. -Moscow: Inst. Prob. Mech. RAN, 2007.

153. Панин В.Е., Моисеенко Д.Д., Максимов П.В., Панин А.В. Физическая мезомеханика деформируемого твердого тела как многоуровневой системы. Ш. Неупругий предвестник зарождения пластического сдвига // Физ. мезомех. 2006. Т. 9. № 5. С. 5-15.

154. Pineau A. Modelling Ductile-to-brittle fracture transition in steels: (micro) mechanical and physical challenges // Proc. Int. ICF Inter-quadrennial Conf. Fracture Mech. / Ed. by R.V. Goldstein et al. Moscow: Inst. Prob. Mech. RAN, 2007.

155. Панин B.E., Дерюгин E.E. Самоорганизация макрополос локализованного сдвига и фазовые волны переключений в поликристаллах // Физ. мезомех. 1999. Т. 2. № 1-2. С. 77-87.

156. Panin V.E., Derugin Е.Е., Wasman G.I. Shear bands and fracture of imperfect Fe 3 % Si polycrystals // Int. J. Fract. 2001. V. 107. P. 1-10.

157. Deryugin Ye.Ye., Panin V.E., Schmauder S., Soppa E. The effects of macrolocalization of deformation in Al-based composites with AI2O3 inclusions // Fatig. Fract. Eng. Mater. Struct. 2003. V. 26. P. 295-304.

158. Дерюгин E.E., Панин B.E., Шмаудер 3., Стороженко И.В. Эффекты локализации деформации в композитах на основе А1 с включениями АЬО, // Физ. мезомех. -2001. Т. 4.№3. С. 35-47.

159. Супрапеди А., Тойоока С. Пространственно-временное наблюдение пластической деформации и разрушения методом лазерной спекл-интерферометрии // Физ. мезомех. 1998. Т. 1. № 1. С. 55-60.

160. Йошида С. Оптико-интерферометрические исследования деформации и разрушения на основе физической мезомеханики // Физ. мезомех. 1999. Т. 2. № 4. С. 5-12.

161. Панин B.E. Синергетические принципы физической мезомеханики // Физ. мезомех. 2000. Т. 3. № 6. С. 5-36.

162. Панин В.Е., Панин А.В. Эффект поверхностного слоя в деформируемом твердом теле // Физ. мезомех. 2005. Т. 8. № 5. С. 7-15.

163. Panin V.E. Physical mesomechanics of plastic deformation and experimental results obtained by optical methods // Oyobuturi. 1995. V. 64. №. 9. P. 888-894.

164. Шибков А. А., Лебедкин M.A., Желтов M. А., Скворцов B.B., Кольцов Р.Ю., Шуклинов A.B. Комплекс in situ методов исследованбия скачкообразной пластической деформации металлов // Зав. лаборатория. 2005. Т. 71. № 7. С. 20-27.

165. Zaitsev S.I., Nadgomyi Е.М. // Phys. Status Solidi (a). 1975. V. 28. № 1. P.49-59.

166. Нацик В.Д., Чишко K.A. // ФТТ. 1975. Т. 17. № 1. С. 342-435.

167. Илюкович А. М. Техника электрометрии. М.: Энергия, 1976. 399 с.

168. Клыпин A.A. Пути повышения долговечности и надежности жаропрочных сплавов деталей двигателей летательных аппаратов в условиях температурно-силового и электрического воздействий. Диссертация доктора техн. наук. Москва. МАИ. 1986. 412 с.

169. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: МИСиС. 2001. 416 с.

170. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978. 392 с.

171. Лившиц Б.Г. Металлогарфия. М.: Металлургия, 1990. 335 с.

172. Металловедение алюминия и его сплавов: справ, изд. / под ред. Беляев А.И., Бочвар О.С., Буйнов H.H. и др. М.: Металлургия. 1983. 280 с.

173. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия. 1986. 544 с.

174. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. 376 с.

175. Маркушев М.В., Мурашкин М.Ю. Структура и механическое поведение алюминиевого сплава АМгб после интенсивной пластической деформации и отжига. 1. Особенности зеренной структуры и текстуры // ФММ. 2001. Т. 91. № 5. С. 97-102.

176. Маркушев М.В., Мурашкин М.Ю. Структура и механическое поведение алюминиевого сплава АМгб после интенсивной пластической деформации и отжига. 2. Механические свойства// ФММ. 2001. Т. 92. № 1. С. 90-98.

177. Маркушев М.В., Мурашкин М.Ю. Прочность и трещиностойкость алюминиевых сплавов 1560 и 5083 системы Al-Mg-Mn после интенсивной пластической деформации угловым прессованием // ФММ. 2004. Т. 98. № 2. С. 116-128.

178. Еланцев A.B., Попов A.A., Демаков С.Л., Еланцева Е.В. Изучение структуры и свойств алюминиевых материалов, подвергнутых интенсивной пластической деформации // ФММ. 2004. Т. 97. № 1. С. 64-70.

179. Кайгородова Л.И., Замятин В.М., Попов В.И. Влияние условий гомогенизации на структуру и свойства сплава Al-Mg // ФММ. 2004. Т. 98. № 4. С. 75-82.

180. Starink M.J., Zahra А.-М. Low-temperature decomposition of Al-Mg alloys: Guinier-Preston zones and Lb ordered precipitates // Philosophical Magazine. A. 1997. V. 76. № 3. P. 701-714.

181. Bouchear M., Hamana D., Laoui T. GP zones and precipitate morphology in aged Al-Mg alloys // Philosophical Magazine. A. 1996. V. 73. № 6. P. 1733-1740.

182. Nebti S., Hamana D., Cizeron G. Calorimetric study of pre-precipitation in Al-Mg alloy // Acta Metall. Mater. 1995. V. 43. № 9. P. 3583-3588.

183. Sato Т., Kojima Y., Takahashi T. Modulated structures and GP zones in Al-Mg alloys // Metall. Transactions A. 1982. V. 13. № 8. P. 1373-1378.

184. Hughes D.A. Microstructural evolution in a non-sell forming metal: Al-Mg // Acta metal, mater. 1993. V. 41. № 5. P. 1421-1430.

185. Gubicza J., Chinh N.Q., Horita Z., Langdon T.G. Effect of Mg addition on micro structure and mechanical properties of aluminum // Mat. Sci. Eng. 2004. V.A 387-389. P. 55-59.

186. Jonas J.J., Sellars C.M., Tegart W.J. Strength and structure during hot working // Metallurgical Rev. 1969. V. 14. № 130. P. 1-24.

187. Локшин Ф.Л., Шаханова Г.В., Агеева А.Т., Баканова Л.Н. Влияние температуры и продолжительности отпуска на структуру и фазовый состав сплава АМгб // МиТОМ. 1966. №9. С. 59-61.

188. Багаряцкий Ю.А., Носова Г.И., Травина Н.Т. Изменение структуры сплавов Al-Mg и Al-Mg-Zn при старении и ее влияние на механические свойства сплавов // Известия АН СССР. Металлы. 1966. № 1. С. 126-135.

189. Гусева Л.Н., Никитина М.Ф., Долинская Л.К., Эгиз И.В. Влияние легирования на распад алюминиево-магниевого твердого раствора // Известия АН СССР. Металлы. 1972. №4. С. 210-213.

190. Neuhauser Н., Klose F. В., Hagemann F., Weidenmtiller J., Dierke H., Hahner P. On the PLC effect in strain-rate and stress-rate controlled tests-studies by laser scanning extensometry // Journ. of Alloys and Compounds. 2004. V. 378. № 1-2. P. 13-18.

191. Ваганова Н.И., Руманов Э.Н. Автоколебания и критические флуктуации // ЖЭТФ. 2009. Т. 135. № 2. С. 395-402.

192. Jensen H.J. Self-Organized Criticality. Cambridge: Cambridge University Press. 1998. P. 153.

193. Мун Ф. Хаотические колебания. M. Мир. 1990. 310 с.

194. Фейгенбаум М. Универсальность в поведении нелинейных систем // УФН. 1983. Т. 141. №2. С. 343-374.

195. Шибков А.А, Кольцов Р.Ю., Желтов М.А. Электромагнитная эмиссия при одноосном сжатии льда. II. Анализ связи электромагнитного сигнала с динамикой скоплений заряженных дислокаций // Кристаллография. 2006. Т. 51. № 1. С. 104-111.

196. Petrenko V.F. On the nature of electrical polarization of materials caused by cracks, application to ice electromagnetic emission // Phil. Mag. B. 1993. V. 67. №3. P. 301315.

197. Shibkov A. A., Golovin Yu.I, Zheltov M.A. et al. In situ monitoring of growth of ice from supercooled water by a new electromagnetic method // J. Cryst. Growth. 2002. V. 236. № 1-3. P. 434-440.

198. Schmitter E.D. Electric signals from plastic deformation in metals. Monitoring intermittent plastic flow in metals with an electric sensor // Physics Letters A. 2007. V. 368. №3-4. P. 320-323.

199. Шибков A.A., Лебедкин M.A., Желтов M.A. и др. Комплекс in situ методов исследования скачкообразной пластической деформации металлов // Заводская лаборатория. 2005. Т. 71. № 7. С. 20-27.

200. Шибков А.А., Лебедкин М.А., Желтов М.А. и др. Электромагнитный метод исследования скачкообразной деформации металлов // Деформация и разрушение материалов. 2005. № 6. С. 24-34.

201. Шибков А.А., Мазилкин А.А., Протасова С.Г., Михлик Д.В., Золотов А.Е., Желтов М.А., Шуклинов А.В. и др. Влияние состояния примесей на скачкообразную деформацию сплава АМгб // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 5. С. 24-32.

202. Шибков А.А., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Назаров С.В. Электромагнитное излучение при деформировании алюминий-магниевого сплава в условиях оледенения // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 10. С. 16-20.

203. Шибков А.А., Золотов А.Е., Михлик Д.В., Желтов М.А., Шуклинов А.В. Зарождение и размножение полос деформации Савара-Массона в сплаве АМгб // Деформация и разрушение материалов. 2009. № 9. С. 22-29.

204. Михлик Д.В., Шибков А.А. Динамика деформационных полос и разрушение металлических сплавов, демонстрирующих неустойчивое пластическое течение // Вестник Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. 2009. Т. 14. Вып. 2. С. 447-449.

205. Шибков A.A., Михлик Д.В., Золотов А.Е., Желтов М.А., Назаров C.B. Динамика полос деформации и разрушение сплавов Al-Mg // Сборник тезисов V

206. Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященной памяти академика Г.В. Курдюмова. Черноголовка. 2008. С. 101.