Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2022,  том 19,  №1, 85-92

 

Татьяна Андреевна Ковалевская1, Ольга Ивановна Данейко2

Влияние наноразмерных некогерентных дисперсных частиц на температурное поведение напряжения течения кристаллических сплавов на основе алюминия

1,2 Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634034, Томск, Россия
1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ; https://orcid.org/0000-0003-4566-2123

В работе методом математического моделирования получена зависимость напряжения течения от температуры деформации дисперсно-упрочнённых кристаллических материалов с алюминиевой матрицей и некогерентными частицами упрочняющей фазы. Исследования проводились для материалов с тремя фиксированными значениями объёмной доли упрочняющей фазы (10-4, 0.01, 0.1%) при двух размерах частиц (10 и 20 нм). Показано, что увеличение размеров некогерентных частиц при фиксированной объёмной доле упрочняющей фазы сопровождается уменьшением напряжения течения при всех температурах деформации. В материале с частицами размером 10 нм в составе дислокационной структуры присутствуют призматические дислокационные петли и матричные сдвигообразующие дислокации; при увеличении размера частиц до 20 нм в состав дислокационного ансамбля могут дополнительно входить дислокационные дипольные конфигурации. Выявлено, что сплав с меньшим содержанием упрочняющих частиц может проявлять более высокие прочностные свойства по сравнению со сплавом с более высоким содержанием упрочняющих некогерентных частиц, это определяется содержанием дислокационных диполей в материале с меньшей объёмной долей упрочняющей фазы.

Ключевые слова: дисперсно-упрочнённые материалы, наноразмерные частицы, математическое моделирование, напряжение течения, плотность дислокаций.

УДК 539.37

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.010


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 19, No.1 (2022) 85-92

 

Tatiana A. Kovalevskaya1, Olga I. Daneyko2

Influence of nanosized incoherent dispersed particles on the temperature behavior of flow stress in aluminum-based crystalline alloys

1,2 Tomsk State University of Architecture and Building, Solyanaya Sq., 2, Tomsk, 634034, Russia
1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ; https://orcid.org/0000-0003-4566-2123

In this work, the dependence of the flow stress on the deformation temperature of dispersion-strengthened crystalline materials with an aluminum matrix and incoherent particles of the hardening phase is obtained by mathematical modeling. The studies were carried out for materials with three fixed values of the volume fraction of the hardening phase (10-4, 0.01 and 0.1%) at two particle sizes (10 and 20 nm). It is shown that an increase in the size of incoherent particles at a fixed volume fraction of the hardening phase is accompanied by a decrease in the flow stress at all deformation temperatures. In a material with particles 10 nm in size, the dislocation structure contains prismatic dislocation loops and matrix shear-forming dislocations. As the particle size increases to 20 nm, the dislocation ensemble can additionally include dislocation dipole configurations. It has been found that an alloy with a lower content of strengthening particles can exhibit higher strength properties compared to an alloy with a higher content of strengthening incoherent particles. This is determined by the content of dislocation dipoles in the material with a lower volume fraction of the strengthening phase.

Keywords: plastic deformation, dispersion-hardened materials, nanoscale particles, mathematical model, flow stress, dislocation density.