Вплив адитивного гаусового шуму на фазову діаграму режимів фрагментації металу при інтенсивній пластичній деформації

Abstract

На основі нерівноважної еволюційної термодинаміки досліджується процес фрагментації твердих тіл під час обробки методами інтенсивної пластичної деформації. Опис дефектних структур, що утворюються, проводиться у наближенні дводефектної моделі з урахуванням щільності меж зерен та дислокацій, які визначають формування дрібнозернистої структури та межі пластичної течії. Врахування додаткових змінних у розвиненні густини внутрішньої енергії та введення адитивних шумів основних параметрів дозволили більш точно описати самоузгоджену поведінку структурних дефектів у процесі формування граничних субмікрокристалічних чи нанокристалічних структур. Побудована фазова діаграма, що залежно від інтенсивності шуму та пружної деформації визначає області реалізації різних типів граничних (стаціонарних) структур. Встановлено, що зі збільшенням інтенсивності флуктуацій та значень пружних деформацій розмір зерен у граничних структурах зменшується. Знайдено умови одночасного існування двох граничних (стаціонарних) структур, які відповідають режиму формування фаз з різними розмірами зерен.

На основе неравновесной эволюционной термодинамики исследуется процесс фрагментации твѐрдых тел во время обработки методами интенсивной пластической деформации. Описание образующихся дефектных структур проводится в приближении двухдефектной модели с учетом плотности границ зерен и дислокаций, которые определяют формирование мелкозернистой структуры и предела пластического течения. Учет дополнительных слагаемых в разложении плотности внутренней энергии и введение аддитивных шумов основных параметров позволили более точно описать самосогласованное поведение структурных дефектов в процессе формирования предельных субмикрокристаллических или нанокристаллических структур. Построена фазовая диаграмма, которая в зависимости от интенсивности шума и упругой деформации определяет области реализации различных типов предельных (стационарных) структур. Установлено, что с увеличением интенсивности флуктуаций и значений упругих деформаций размер зерен в предельных структурах уменьшается. Найдены условия одновременного существования двух предельных (стационарных) структур, которые отвечают режиму формирования фаз с различными размерами зерен.

Based on nonequilibrium evolutionary thermodynamics the process of solid fragmentation during the processing by methods of severe plastic deformation is investigated. The description of the forming defect structures is carried out by approach of the two-defect model taking into account the density of grain boundaries and dislocations, which define the formation of fine grained structure and a limit of plastic flow. Considering additional terms in the expansion of internal energy and taking into account the additive noise of basic parameters we describe more accurately the self-consistent behavior of structural defects in the process of the formation of limiting submicrocrystalline or nanocrystalline structures. The phase diagram is constructed. It determines the regions of realization of various types of limiting (stationary) structures depending on both the noise intensity and elastic strain. It is established that with an increase of both the fluctuations intensity and the values of elastic strains the size of grains in limiting structures decreases. The conditions of simultaneous existence of two limiting (stationary) structures that correspond to the regime of the phases formation with different grain sizes are found.