Двухуровневая модель для описания неизотермического деформирования двухфазных поликристаллов - Трусов, Петр Валентинович; Кондратьев, Никита Сергеевич (Вычислительная механика сплошных сред, 2014)
В последние десятилетия во многих областях промышленности широкое применение нашли двухфазные аустенитно-ферритные (дуплекс) стали, обладающие уникальными по сравнению с отдельными фазами поликристалла свойствами. Существенной особенностью высокотемпературного деформирования указанного класса материалов является одновременное протекание процессов упрочнения и разупрочнения, что и обеспечивает высокую пластичность материалов. Вследствие того, что для ферритной фазы характерна высокая энергия дефекта упаковки (ЭДУ), в ней происходит динамический возврат, а в аустенитной фазе (с низкой ЭДУ) релаксация упругих напряжений осуществляется путем рекристаллизации. В работе используется актуальный в настоящее время подход к описанию пластического деформирования, согласно которому в явном виде рассматриваются физические механизмы неупругого деформирования на масштабных уровнях, более низких, чем макроскопический. Для обсуждаемого класса материалов неупругое деформирование реализуется главным образом скольжением краевых дислокаций по кристаллографическим плоскостям и направлениям. На основе физического анализа в постановку задачи введено влияние температуры на подвижность мобильных дислокаций. Принимаются во внимание основные физические механизмы упрочнения кристалла за счет взаимодействия мобильных дислокаций с дислокациями леса, барьеров типа Ломера-Коттрелла и границ зерен. Предложен способ учета явления разупрочнения фаз, связанный с возвратом и рекристаллизацией. Обсуждается модификация физической двухуровневой модели, ориентированной на описание высокотемпературного деформирования дуплекс сталей; дается ее полная математическая постановка. Приведен алгоритм численной реализации модели. Показано, что полученные на ее основе результаты качественно согласуются с данными экспериментов.
Keywords: физические теории пластичности; дуплекс стали; разупрочнение систем скольжения; динамический возврат; рекристаллизация