Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации

Изучается динамика изменения плотности дислокаций в облучаемых нагруженных металлах и ее проявление в их ползучести. В рамках механизма скольжения дислокаций, лимитированного переползанием, исследуется появление качественно различных режимов неустановившейся ползучести облучаемых металлов. Рассмотре...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Вопросы атомной науки и техники
Дата:	2009
Автори:	Селищев, П.А., Москаленко, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2009
Теми:	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111054
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации / П.А. Селищев, В.В. Москаленко // Вопросы атомной науки и техники. — 2009. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-111054
record_format	dspace
spelling	Селищев, П.А. Москаленко, В.В. 2017-01-07T19:17:37Z 2017-01-07T19:17:37Z 2009 Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации / П.А. Селищев, В.В. Москаленко // Вопросы атомной науки и техники. — 2009. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111054 539.2:539.12.04 Изучается динамика изменения плотности дислокаций в облучаемых нагруженных металлах и ее проявление в их ползучести. В рамках механизма скольжения дислокаций, лимитированного переползанием, исследуется появление качественно различных режимов неустановившейся ползучести облучаемых металлов. Рассмотрены уравнения баланса для плотности дислокаций и точечных дефектов. Учтено, что плотность дислокаций возрастает вследствие их генерации в объеме зерен и уменьшается за счет выхода на их поверхность. Принята во внимание способность скользящей дислокации захватывать точечные дефекты и их малые скопления. Показано, как влияют на переходную ползучесть условия облучения, свойства облучаемого образца и его исходное состояние. Вивчається динаміка зміни густини дислокацій в навантажених металах під опроміненням і її прояв в повзучості. В рамках механізму ковзання дислокацій, що лімітоване їх переповзанням, досліджується поява якісно різних режимів невстановленої повзучості металів під опроміненням. Розглянуто рівняння балансу для густини дислокацій і точкових дефектів. Враховано, що густина дислокацій збільшується внаслідок їх генерації в об’ємі зерен і зменшується за рахунок виходу на їх поверхню. Приймається до уваги здатність ковзаючої дислокації захоплювати точкові дефекти і їх малі скупчення. Показано, як впливають на перехідну повзучість умови опромінення, властивості опромінюваного зразка і його початковий стан. Dynamic of dislocation density changes of metals under stress and irradiation together with its expression at creep were studied. Within the framework of the dislocation climb-glide model, appearance of qualitative different unsteady creep modes of metals under irradiation was investigated. Balance equations of dislocation density and point defects concentration were considered. It takes into account that dislocation density increased in case of their generation into grains volume and decreased in case of their going to grains boundaries. It’s accounted that glide dislocation can capture point defects and their small clusters.The influence of radiation conditions, characteristic of irradiated material and initial state to unsteady creep was analyzed. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации Зміна дислокаційної структури опромінених металів у процесі їх деформації Dislocation structure modification of metalls under irradiation in the process of its deformation Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации
spellingShingle	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации Селищев, П.А. Москаленко, В.В. Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
title_short	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации
title_full	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации
title_fullStr	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации
title_full_unstemmed	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации
title_sort	изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации
author	Селищев, П.А. Москаленко, В.В.
author_facet	Селищев, П.А. Москаленко, В.В.
topic	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
topic_facet	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
publishDate	2009
language	Russian
container_title	Вопросы атомной науки и техники
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
format	Article
title_alt	Зміна дислокаційної структури опромінених металів у процесі їх деформації Dislocation structure modification of metalls under irradiation in the process of its deformation
description	Изучается динамика изменения плотности дислокаций в облучаемых нагруженных металлах и ее проявление в их ползучести. В рамках механизма скольжения дислокаций, лимитированного переползанием, исследуется появление качественно различных режимов неустановившейся ползучести облучаемых металлов. Рассмотрены уравнения баланса для плотности дислокаций и точечных дефектов. Учтено, что плотность дислокаций возрастает вследствие их генерации в объеме зерен и уменьшается за счет выхода на их поверхность. Принята во внимание способность скользящей дислокации захватывать точечные дефекты и их малые скопления. Показано, как влияют на переходную ползучесть условия облучения, свойства облучаемого образца и его исходное состояние. Вивчається динаміка зміни густини дислокацій в навантажених металах під опроміненням і її прояв в повзучості. В рамках механізму ковзання дислокацій, що лімітоване їх переповзанням, досліджується поява якісно різних режимів невстановленої повзучості металів під опроміненням. Розглянуто рівняння балансу для густини дислокацій і точкових дефектів. Враховано, що густина дислокацій збільшується внаслідок їх генерації в об’ємі зерен і зменшується за рахунок виходу на їх поверхню. Приймається до уваги здатність ковзаючої дислокації захоплювати точкові дефекти і їх малі скупчення. Показано, як впливають на перехідну повзучість умови опромінення, властивості опромінюваного зразка і його початковий стан. Dynamic of dislocation density changes of metals under stress and irradiation together with its expression at creep were studied. Within the framework of the dislocation climb-glide model, appearance of qualitative different unsteady creep modes of metals under irradiation was investigated. Balance equations of dislocation density and point defects concentration were considered. It takes into account that dislocation density increased in case of their generation into grains volume and decreased in case of their going to grains boundaries. It’s accounted that glide dislocation can capture point defects and their small clusters.The influence of radiation conditions, characteristic of irradiated material and initial state to unsteady creep was analyzed.
issn	1562-6016
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111054
citation_txt	Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации / П.А. Селищев, В.В. Москаленко // Вопросы атомной науки и техники. — 2009. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT seliŝevpa izmeneniedislokacionnoistrukturyoblučaemyhmetallovvprocesseihdeformacii AT moskalenkovv izmeneniedislokacionnoistrukturyoblučaemyhmetallovvprocesseihdeformacii AT seliŝevpa zmínadislokacíinoístrukturiopromínenihmetalívuprocesííhdeformacíí AT moskalenkovv zmínadislokacíinoístrukturiopromínenihmetalívuprocesííhdeformacíí AT seliŝevpa dislocationstructuremodificationofmetallsunderirradiationintheprocessofitsdeformation AT moskalenkovv dislocationstructuremodificationofmetallsunderirradiationintheprocessofitsdeformation
first_indexed	2025-11-26T15:17:02Z
last_indexed	2025-11-26T15:17:02Z
_version_	1850626103987666944
fulltext	Раздел первый ФИЗИКА РАДИАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ И ЯВЛЕНИЙ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ УДК 539.2:539.12.04 ИЗМЕНЕНИЕ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ОБЛУЧАЕМЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДЕФОРМАЦИИ П.А. Селищев1, В.В. Москаленко2 1КНУ им. Тараса Шевченко, Киев, Украина, E-mail: selyshchev@mail.univ.kiev.ua; 2ИПЭ АЭС, Киев, Украина, E-mail: v_mosk@ukr.net Изучается динамика изменения плотности дислокаций в облучаемых нагруженных металлах и ее прояв- ление в их ползучести. В рамках механизма скольжения дислокаций, лимитированного переползанием, ис- следуется появление качественно различных режимов неустановившейся ползучести облучаемых металлов. Рассмотрены уравнения баланса для плотности дислокаций и точечных дефектов. Учтено, что плотность дислокаций возрастает вследствие их генерации в объеме зерен и уменьшается за счет выхода на их поверх- ность. Принята во внимание способность скользящей дислокации захватывать точечные дефекты и их ма- лые скопления. Показано, как влияют на переходную ползучесть условия облучения, свойства облучаемого образца и его исходное состояние. ВВЕДЕНИЕ Одним из существенных факторов, определяю- щих ползучесть напряженного металла, является изменение его дислокационной структуры. Под дей- ствием напряжения дислокации размножаются, на- чинают скользить, выходить на поверхность зерен и аннигилировать [1, 2]. В условиях облучения значение различных про- цессов, приводящих к изменению дислокационной структуры напряженного металла, изменяется. Пре- жде всего это связано с генерацией радиационных дефектов: вакансий и межузельных атомов. Теперь за то же время дислокация поглощает большее ко- личество точечных дефектов, в результате скорость переползания различных несовершенств кристалли- ческой решетки, которые препятствуют её скольже- нию, увеличивается. В итоге дислокации становятся более подвижными, чаще выходят на поверхность зерен [3-5]. Обычно при теоретических оценках роли ползу- чести используются характеристики установившей- ся ползучести [3-5], когда концентрации радиацион- ных дефектов можно считать стационарными или квазистационарными. При этом предполагается, что квазистационарное состояние достигается достаточ- но быстро, деформация образца, которая накаплива- ется на переходной стадии, невелика, а установив- шееся значение скорости ползучести является един- ственно возможным. Вместе с тем показано, что, как правило, боль- шая часть деформации накапливается на переход- ной, неустановившейся стадии [6]. Насыщение пол- зучести с дозой может достигаться достаточно дол- го (в ряде случаев насыщение ползучести не наблю- далось при дозах, достигающих сотни смещений на атом, или наблюдались устойчивые осцилляции скорости ползучести [6,7]), а в зависимости от со- стояния образца непосредственно перед началом облучения скорость его ползучести будет стремить- ся к различным величинам [8]. То есть под облуче- нием существует несколько установившихся режи- мов деформации. Вместе с тем, экспериментально установлено, что для дозовой зависимости ползуче- сти облучаемых металлов характерно сложное по- ведение, она часто имеет изломы или перегибы [5, 9-11]. В этой связи представляет интерес исследование динамики изменения плотности точечных дефектов и дислокаций вместе с временной (дозовой) зависи- мостью скорости ползучести облучаемых металлов, которая связана с ними и, следовательно, является функцией условий облучения и свойств облучаемо- го образца. В настоящей работе изучаются процессы в на- груженных облучаемых металлах, которые влияют на изменения дислокационной структуры и тем са- мым на деформацию. Качественные изменения вре- менных зависимостей деформации и скорости пол- зучести, которые происходят при изменении усло- вий облучения для различных начальных состояний облучаемого образца, исследуются путем построе- ния всех качественно различных фазовых портретов системы и анализа условий переходов одного порт- рета в другой. МОДЕЛЬ РАДИАЦИОННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ Приложенное к образцу внешнее напряжение делает более подвижными краевые дислокации, чем собственно и обусловлено явление ползучести. Под действием приложенного напряжения дислокации скользят, пока на их пути не встретятся препятствия (различные несовершенства кристаллической струк- туры, дислокации леса и т.д.). Препятствия дисло- кация переползает, поглощая вакансии и межузель- ные атомы, при этом она переходит в новую плос- кость скольжения, и процесс повторяется. ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2009. №2. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (93), с. 3-8. 3 mailto:selyshchev@mail.univ.kiev.ua Выражения для скорости пластической деформа- ции металла определяются плотностью подвижных дислокаций dρ и их средней скоростью движения V: Vb dρε =& , (1) где b – вектор Бюргерса дислокаций. Поскольку время переползания препятствия на- много больше времени скольжения, а расстояние между препятствиями много больше их характерно- го размера, среднюю скорость движения дислока- ций можно представить в виде: τ LV = . (2) А скорость ползучести приобретает вид: прd v l Lbρε =& , (3) где L – среднее расстояние между стопорами; l – размер стопора; τ – время, за которое дислокация переползает через барьер со скоростью vпр. Скорость переползания дислокаций [3] опреде- ляется разностью потоков межузельных атомов и вакансий на единицу длины дислокаций: vviiiпр nDnDz b v −= 1 , (4) где концентрации межузельных атомов и вакансий соответственно; фактор предпочти- тельного поглощения межузельных атомов дисло- кациями; −vi nn , −dz )exp(0 kT EDD i m ii −= и )exp(0 kT EDD v m vv −= – коэффициенты диффузии межузельных атомов и вакансий; соответственно энергии мигра- ции; T – температура образца; k – постоянная Больцмана. Для продолжения скольжения дислока- ции не имеет значения, каким образом преодолева- ется препятствие - наращиванием или растворением экстраплоскости, поэтому в выражении (4) стоит модуль. −v m i m EE , Используя соотношения (1), (4), для определения скорости ползучести имеем: vviidd nDnDz −=νρε& , (5) где через параметр v обозначена величина v=L(σ)/l [12]. Таким образом, для определения скорости пол- зучести необходимо иметь представление о динами- ке изменения точечных дефектов и плотности дис- локаций. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Рассмотрим образец с малой начальной плотно- стью дислокаций (например, после отжига). В этом случае процессами размножения дислокаций на «дислокациях леса» можно пренебречь. Предпола- гается, что металл не содержит преград нерадиаци- онных происхождений, что исключает размножения и иммобилизацию дислокаций на этих препятстви- ях. В модели учитывается возможность захвата то- чечных дефектов и их малых кластеров ядром скользящей дислокации (эффект «заметания») [13,14]. Этот процесс может существенно изменить концентрацию точечных дефектов, так как скорость скольжения дислокаций превышает скорость диф- фузии как вакансий, так и межузельных атомов. Пусть облучение проводится при высоких тем- пературах, поэтому аннигиляция точечных дефектов не существенна по сравнению с их миграцией на стоки (дислокации). ДИНАМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ПЛОТНОСТИ ВАКАНСИЙ И ДИСЛОКАЦИЙ Процессы изменения плотности дислокации (ρd) и концентраций точечных дефектов (ni, nv) оказы- ваются взаимосвязанными и описываются системой дифференциальных уравнений: );( kkddii i zznDK dt dn ρρ +−= (6) ; )()( vviiddv kd e vvkdvv v nDnDzn nDnDK dt dn −− −+++−= ρνμ ρρρρ (7) vviid d f d nDnDz Rb k dt d −−= νρρ . (8) Здесь −K скорость создания дефектов внешним облучением; концентрация термических вакан- сий; −e vn −kz фактор предпочтительного поглощения межузельных атомов недислокационными стоками; −kρ плотность недислокационных стоков. Второе и третье слагаемые в первых двух урав- нениях системы (6)-(8) описывают уход точечных дефектов на дислокации и недислокационные стоки соответственно. Последнее слагаемое во втором уравнении системы (6)-(8) характеризует «замета- ние» дефектов скользящей дислокацией (захват скользящей дислокацией межузельных атомов не- значителен в силу их малой концентрации). Коэффициент μ является функцией приложенно- го напряжения и свойств образца. В уравнении (8) unk f 0= , где объемная плотность дислокационных источников, возникаю- щих в результате преобразования петель Франка и тетраэдров дефектов упаковки в скользящие дисло- кации; −0n −u средняя скорость движения дислокаций в кристалле; R - средний радиус зерна. Поскольку изменение концентрации межузель- ных атомов происходит намного быстрее изменения плотности дислокаций и вакансий и выполняются условия теоремы Тихонова [15], то можно положить 0≡dtdni . В этом случае вместо системы трех диф- ференциальных уравнений (6)-(8) получаем систему одного алгебраического и двух дифференциальных уравнений. Выражая из полученного алгебраическо- го уравнения и подставляя в (7)-(8), получаем in 4 динамическую систему на плоскости для перемен- ных и vn dρ : ; )()( vv kkdd d dv kd e vvkdvv v nD zz Kzn nDnDK dt dn − + − −+++−= ρρ ρνμ ρρρρ (9) vv kkdd dd f d nD zz Kz Rb k dt d − + −= ρρ νρρ . (10) Выражение для скорости ползучести принимает вид: vv kkdd d d nD zz Kz − + = ρρ νρε& . (11) СТАЦИОНАРНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ Установившееся состояние характеризуется ста- ционарными значениями плотности дислокаций, концентраций точечных дефектов и скорости ползу- чести. Система уравнений (9)-(10) может иметь одно, два или три стационарных решения в зависимости от значений параметров. Это обстоятельство отра- жает диаграмма состояния напряженного материала под облучением, которая получается путем разбие- ния пространства управляющих параметров К и R на соответствующие области (рис. 1). Для определения значений параметров из облас- ти, которая находится ниже бифуркационной кри- вой (ниже кривой 1 при Т=750 К, либо кривой 2 при Т=850 К на рис. 1), существует единственное ста- ционарное решение ( 1,dρ ), его топологический тип – устойчивый «узел». Для определения значений параметров из облас- ти, которая находится выше бифуркационной кри- вой (выше кривой 1 при Т=750 К, либо кривой 2 при Т=850 К на рис. 1), существуют три ( 3,2,1, ddd ρρρ >> ) стационарных решения. Одно из них ( 2,dρ ) является неустойчивым и имеет топо- логический тип – «седло», два других – устойчивые «узлы». Рис. 1. Диаграмма состояний: разбиение простран- ства управляющих параметров К и R на области с параметрами, характерными для никеля (zd=1,08; zk=1; u=10-3 м/с; b=0,26 нм; ρk=2·1012 м-2; v=50; μ=1; n0=5,6·1016 м-3); кривая 1 – Т=750 К; кривая 2 – Т=850 К Области разделяет критическая кривая Kkp(R) (кривая 1 при Т=750 К, либо кривая 2 при Т=850 К на рис. 1), на которой существует два стационарных решения – устойчивое и неустойчивое («седло» и один из устойчивых «узлов» совпадают ( 3,2, dd ρρ = )): ( ) ( ) ( )( ) . 22222 kdkvfd e vkkvkdvkfdf kp zzDRbkzv nzvDzzDRbkzkbR RK −+ +++ = ρμ ρρμ (12) При больших значениях радиуса зерна зависи- мость Kkp(R) принимает более простой вид: ( ) d kkvf kp zv zDR v bk RK μ ρ2+→ . С уменьшением температуры, плотности недисло- кационных стоков, скорости генерации скользящих дислокаций область существования единственного стационарного решения уменьшается. ФАЗОВЫЕ ПОРТРЕТЫ В зависимости от условий облучения и началь- ного состояния облучаемого образца динамика его деформации будет различной, скорость ползучести будет стремиться к различным стационарным со- стояниям. При стремлении к стационарному значению ско- рость ползучести остается положительной, но мо- жет принимать нулевое значение. Это происходит при выполнении равенства: ( ) kkdd d v dv zz z D Kn ρρ ρ + =0, . (13) При увеличении скорости генерации точечных дефектов К, либо с понижением температуры облу- чения Т скорость ползучести будет достигать нуле- вого значения при больших значениях концентра- ции вакансий. Динамику изменения плотности дислокаций и точечных дефектов, которая описывается системой уравнений (9) – (10), адекватно отображает ее фазо- вый портрет. 5 Фазовый портрет системы, прежде всего, опре- деляется положением ее главных изоклин и их пере- сечением, т.е. количеством и расположением осо- бых точек (стационарных решений). Следует отме- тить, что физически допустимые значения перемен- ных лежат в области 0>dρ , , следователь- но, ограничимся рассмотрением только этой облас- ти фазового пространства. 0>vn Главная изоклина 0= d v d dn ρ определяется услови- ем dnv/dt=0 и имеет вид: ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ <⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ++−⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ++−⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ++ ≥⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ +++⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ +−+⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ +− = 0, 2 0,0, 0, 2 0,0, 1, ,141 2 1 2 1 2 1 2 ,141 2 1 2 1 2 1 2 vv d ke v dvd kv d kv vv d ke v dvd kv d kv v nnn D Knn nnn D Knn n ρ ρ ρνμρ ρ νμρ ρ νμ ρ ρ ρνμρ ρ νμρ ρ νμ (14) Она имеет излом при пересечении кривой ( dvv nn )ρ0,= , на которой скорость ползучести рав- няется нулю (вследствие обращения в нуль выраже- ния под модулем в (9)). Вторая главная изоклина ( ∞= d v d dn ρ ) состоит из двух ветвей. Первая лежит в области и описывается выражением: 0,vv nn > dv f vv D Rbk nn ρν 1 0,2, += . (15) Вторая ветвь изоклины ∞= d v d dn ρ лежит в облас- ти , ее вид 0,vv nn < dv f vv D Rbk nn ρν 1 0,3, −= . (16) В зависимости от параметров она пересекается или не пересекается с главной изоклиной 0= d v d dn ρ . Случаю касания соответствует условие К=Kkp(R) (бифуркационная кривая на диаграмме состояний). Для значений параметров из области существо- вания единственного стационарного значения все фазовые траектории стремятся к единственному стационарному режиму. Фазовый портрет для этого случая изображен на рис. 2. Пересечение фазовых траекторий с пунктирной кривой (скорость ползучести равняется нулю) на фазовом портрете соответствует излому дозовой (временной) зависимости скорости ползучести и перегибу дозовой зависимости деформации. При значениях параметров из области существо- вания трех стационарных значений часть фазовых траекторий будет стремиться к одному стационар- ному значению, а часть – к другому, образуя их об- ласти притяжения (рис. 3). nv,1 nv,2 nv,0nv,3 nv d ρ Рис. 2. Фазовые портреты для параметров внутри области существования единственного стационар- ного значения диаграммы состояния. Пунктирную кривую образуют состояния, для которых 0=ε& . Сплошные толстые линии – главные изоклины nv,1 nv,2 nv,0nv,3 nv d Рис. 3. Фазовые портреты для параметров внутри области существования трех стационарных значе- ний диаграммы состояния. Пунктирную кривую образуют состояния, для которых 0=ε& . Сплош- ные толстые линии – главные изоклины 6 nv,1 nv,2 nv,0nv,3 nv d ρ Рис. 4. Фазовые портреты для параметров на бифур- кационной кривой диаграммы состояния. Пунктир- ную кривую образуют состояния, для которых 0=ε& . Сплошные толстые линии – главные изоклины При переходе через бифуркационную кривую меньшее стационарное значение плотности дисло- кации (устойчивый «узел») совпадает со вторым стационарным значением (неустойчивое «седло»), образуя сложную особую точку «седло-узел» (рис. 4). Большее стационарное состояние качест- венно не меняется. Для значений параметров ниже бифуркационной кривой сложная точка «седло- узел» исчезает и остается единственное стационар- ное решение - устойчивый «узел». ВЫВОДЫ В рамках модели радиационной ползучести «скольжение – переползание» при учете нелиней- ных взаимосвязей между точечными дефектами и дислокациями установлено, что в зависимости от выбора начальных условий и характеристик мате- риала может быть реализован или один, или два, или три стационарных режима ползучести. Один стационарный режим скорости ползучести существует всегда и описывает радиационно- стимулированную ползучесть материала под облу- чением. Если интенсивность облучения стремится к нулю, то данный режим ползучести переходит в термическую ползучесть. Появление двух других стационарных режимов ползучести связано с воздействием облучения, они описывают радиационно-индуцированную ползу- честь. ЛИТЕРАТУРА 1. Г.А. Малыгин. Карты дислокационной структу- ры в облученных нейтронами металлах и сплавах //Физика твердого тела. 2006, № 3(48), с. 455–462. 2. Г.А. Малыгин. Процессы самоорганизации дис- локаций и пластичность кристаллов //Успехи фи- зических наук. 1999, №9(169), с. 979–1010. 3. Ш.Ш. Ибрагимов, В.В. Кирсанов, Ю.С. Пятиле- тов. Радиационные повреждения металлов и сплавов. М.: «Энергоатомиздат», 1985, 240 с. 4. Л.Н. Быстров, Л.И. Иванов, А.Б. Цепелев. Меха- низмы радиационной ползучести //Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика ра- диационных повреждений и радиационное мате- риаловедение». 1985, №2(35), с. 54–68. 5. F.A. Garner, D.S. Gelles. Irradiation creep mecha- nism: an experimental perspective //Journal of Nu- clear Materials. 1988, v. 159, p. 286–309. 6. В.С. Карасев. Деформация аустенитной стали ОХ18Н10Т при циклическом действии нейтрон- ного облучения // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационных повреж- дений и радиационное материаловедение». 1981, №5(19), с. 84–87. 7. W. Schule, H. Hausen. Neutron irradiation creep in stainless steel alloys //Journal of Nuclear Materials. 1994, v. 212-215, p. 388–392. 8. П.А. Селищев. Самоорганизация в радиационной физике. Киев: «Аспект полиграф», 2004, 240 с. 9. В.С. Карасев, А.Ю. Тоцкий. Смена механизма переходной ползучести в металлах под облуче- нием//Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационных повреждений и радиаци- онное материаловедение». 1990, №1(52), с. 37– 40. 10. В.С. Карасев, А.Ю. Тоцкий, Л.С. Ожигов. Влия- ние примеси на переходную радиационную пол- зучесть никеля // Вопросы атомной науки и тех- ники. Серия «Физика радиационных повреж- дений и радиационное материаловедение». 1994, №1(61), с. 3–8. 11. E.S. Aitkhozhin, E.V. Chumakov. Radiation- induced creep of copper, aluminium and their alloys //Journal of Nuclear Materials. 1996, v. 233-237, р. 537–541. 12. А.Н. Карпиков, В.В. Кирсанов, Ю.С. Пятилетов, О.Г. Тюпкина. О зависимости скорости ползу- чес-ти от дозы облучения //Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационных повреж-дений и радиационное материаловеде- ние». 1985, №2(35), с. 69–73. 13. А.С. Бакенов, В.В. Кирсанов. Атомные механиз- мы взаимодействия скользящих дислокаций //Вопросы атомной науки и техники. Серия «Фи- зика радиационных повреждений и радиацион- ное материаловедение». 1986, №1(38), с. 41–48. 14. C. Dimitrov, O. Dimitrov. Elimination of defants ponctuels par deformation a 78 K dans l’aluminium irradie aux neutrons //Rad. Effects. 1970, v. 1.2, p. 81–91. 15. В.И. Сугаков. Введение в синергетику. Киев: «ИПЦ Киевский университет», 1992, 180 с. Статья поступила в редакцию 10.09.2008 г. 7 ЗМІНА ДИСЛОКАЦІЙНОЇ СТРУКТУРИ ОПРОМІНЕНИХ МЕТАЛІВ У ПРОЦЕСІ ЇХ ДЕФОРМАЦІЇ П.О. Селищев, В.В. Москаленко Вивчається динаміка зміни густини дислокацій в навантажених металах під опроміненням і її прояв в повзучості. В рамках механізму ковзання дислокацій, що лімітоване їх переповзанням, досліджується поява якісно різних режимів невстановленої повзучості металів під опроміненням. Розглянуто рівняння балансу для густини дислокацій і точкових дефектів. Враховано, що густина дислокацій збільшується внаслідок їх генерації в об’ємі зерен і зменшується за рахунок виходу на їх поверхню. Приймається до уваги здатність ковзаючої дислокації захоплювати точкові дефекти і їх малі скупчення. Показано, як впливають на перехід- ну повзучість умови опромінення, властивості опромінюваного зразка і його початковий стан. DISLOCATION STRUCTURE MODIFICATION OF METALLS UNDER IRRADIATION IN THE PROCESS OF ITS DEFORMATION P.O. Selyshchev, V.V. Moskalenko ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2009. №2. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (93), с. 3-8. 3 Dynamic of dislocation density changes of metals under stress and irradiation together with its expression at creep were studied. Within the framework of the dislocation climb-glide model, appearance of qualitative different unsteady creep modes of metals under irradiation was investigated. Balance equations of dislocation density and point defects concentration were considered. It takes into account that dislocation density increased in case of their generation into grains volume and decreased in case of their going to grains boundaries. It’s accounted that glide dislocation can capture point defects and their small clusters.The influence of radiation conditions, characteristic of irradiated material and initial state to unsteady creep was analyzed. ИЗМЕНЕНИЕ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ОБЛУЧАЕМЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДЕФОРМАЦИИ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИНАМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ПЛОТНОСТИ ВАКАНСИЙ И ДИСЛОКАЦИЙ СТАЦИОНАРНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ ФАЗОВЫЕ ПОРТРЕТЫ ЛИТЕРАТУРА ЗМІНА ДИСЛОКАЦІЙНОЇ СТРУКТУРИ ОПРОМІНЕНИХ МЕТАЛІВ У ПРОЦЕСІ ЇХ ДЕФОРМАЦІЇ DISLOCATION STRUCTURE MODIFICATION OF METALLS UNDER IRRADIATION IN THE PROCESS OF ITS DEFORMATION

Изменение дислокационной структуры облучаемых металлов в процессе их деформации

Репозитарії

Схожі ресурси