Дислокационные структуры при циклической деформации металлов

Глава 10. в книге Перспективные материалы: Структура и методы исследования: Учеб. пособие / Под ред. Д. Л. Мерсона. ТГУ, МИСиС, 2006. – сс. 375-396

Пособие составлено по материалам лекций, прочитанных ведущими учеными-материаловедами России, ближнего и дальнего зарубежья на I Международной Школе «Физическое материаловедение», состоявшейся 22-26 ноября 2004 г. в г.Тольятти.

Автор: Виноградов А.Ю.

Содержание:
10.1. Введение
10.2. Циклический отклик и формирование дислокационных структур
10.3. Современные методы наблюдения структуры и разновидности дислокационных структур при усталости монокристаллов
10.4. Краткое резюме
10.5. Моделирование дислокационных структур
Контрольные вопросы
Список литературы

Краткое описание
В практической жизни изделия редко испытывают критические статические или монотонно увеличивающиеся нагрузки, характеризующиеся пределом текучести или пределом прочности (ultimate tensile strength). Как правило, изделия испытывают нагрузки, изменяющиеся во времени по сложному закону, включающему циклы нагрузки, разгрузки и деформацию разного знака. Более 100 лет известно, что материалы, испытывающие циклические нагрузки, разрушаются при напряжениях, существенно меньших, чем статический предел прочности ?u. Так, амплитуда ??a/2 циклически приложенного знакопеременного напряжения, при котором материал “живет” 106 –107 циклов, может составлять всего лишь 30–50% от ?u. Постепенное накопление повреждений в металле под действием циклических нагрузок, приводящих к разрушению при напряжении меньше ?u, называют усталостью (fatigue), а свойство металлов сопротивляться усталости – выносливостью. Именно усталостное разрушение до сих пор ведет к 90% промышленных аварий и катастроф. Таким образом, изучение явления усталости остается на первом плане при создании новых материалов. Данное явление очень многопланово и в инженерном, и в фундаментально-научном аспектах, включающих такой круг вопросов, как усталостные испытания, характеристики усталости, оценка и прогнозирование выносливости, описание и диагностика зарождения и распространения микро- и макротрещин, и т.д. Поскольку очевидно, что большинство свойств в любых специфических условиях испытаний определяются особенностями тонкой структуры, формирующейся в ходе деформации, в настоящем обзоре рассмотрены некоторые наиболее типичные закономерности образования дислокационных структур при циклической деформации. Также кратко рассмотрены основные методы усталостных испытаний.