С помощью численного моделирования проанализированы механизмы высокоскоростной деформации ультрамелкозернистой меди, полученной в процессе интенсивной пластической деформации методом равноканального углового прессования, в сравнении с таковыми в случае крупнокристаллической меди. Проведены оценки активности аннигиляционных процессов при неконсервативном движении и двойном поперечном скольжении дислокаций. Показано их влияние на макроскопическое поведение образцов.
ВведениеУстановление механизмов высокоскоростной дефор-мации металлических материалов актуально как с на-учной точки зрения, так и с точки зрения выявления приемлемых условий их эксплуатации и получения мате-риалов с требуемыми характеристиками. В работе [1] ме-тодом компьютерного моделирования проанализировано упругопластическое поведение крупнокристаллической (КК) меди при динамическом нагружении (ДН), которое реализуется в интервале скоростей 10 <ε < 10 4 s −1 [2] и объясняется отсутствием аннигиляции при неконсер-вативном движении дислокаций в границах зерен (ГЗ), уменьшением активности аннигиляционных процессов при двойном поперечном скольжении (ДПС) с уве-личением степени деформации, а также активностью механизмов размножения и накопления дислокаций. Размытость ГЗ и малые углы разориентации между соседними зернами объясняются отсутствием анниги-ляции дислокаций при их неконсервативном движении в ГЗ, приводящим к увеличению плотности дислока-ций леса в них. Этим объясняется также образование вакансий больших концентраций (C V ∼ 10 −4 ) при ДН образцов КК-Cu. Деформационное двойникование ока-зывает существенное влияние на характер протекающих в процессе деформации микропроцессов и определяет тем самым деформационное поведение материала на макроскопическом уровне. В то же время механизмы высокоскоростной деформации ультрамелкозернистых (УМЗ) или наноструктурных материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации [3], методом компьютерного моделирования до сих пор не исследовались. В настоящей работе проведен срав-нительный анализ механизмов деформации в КК-Cu и УМЗ-Cu, полученной в результате восьми прохо-дов равноканального углового прессования (РКУП) по маршруту B c , в процессе их ДН при комнатной тем-пературе (КТ).
Материалы и методика моделированияДеформационное поведение Cu в условиях ДН ис-следовалось методами численного моделирования с ис-пользованием представленной в работе [1] аналитиче-ской модели упругопластической среды с учетом ки-нетики пластической деформации. При моделировании были использованы экспериментальные данные [4] по деформированию образцов со скоростью 1500 s −1 при помощи разрезного стержня Гопкинсона. Для исследо-ваний использовалась холоднокатаная электротехниче-ская медь чистотой 99.98%. Для динамических испы-таний применялись цилиндрические образцы, размеры которых были равны 10 × 10 mm. Поскольку образцы были достаточно короткими, деформации вдоль них считались однородными. Соответственно было принято, что напряжения в образцах распределены равномерно. Экспериментальные зависимости истинное напряжени...