Издателям
Вышедшие номера
Пластичность и прочность микро- и нанокристаллических материалов (О б з о р)
Малыгин Г.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: malygin.ga@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 21 июля 2006 г.
Выставление онлайн: 20 мая 2007 г.

Обзор посвящен проблеме влияния границ зерен на деформационные и прочностные свойства поли-, микро- и нанокристаллических материалов (в основном металлических). Приведены основные экспериментальные факты и механизмы, касающиеся дислокационной структуры и механического поведения указанных материалов в широких областях температур и размеров зерен. Проведен теоретический анализ найденных на опыте закономерностей на основе уравнений дислокационной кинетики, учитывающих свойства границ зерен как барьеров, источников и стоков для дислокаций, а также мест, где происходит их аннигиляция. В рамках дислокационно-кинетического подхода детально обсуждается возникновение соотношений Холла--Петча для зависимостей предела текучести и напряжений течения от размера зерен и отклонений от этого соотношения в нано- и микрокристаллических материалах. С точки зрения кинетики дислокаций проанализированы явления охрупчивания микро- и нанокристаллических материалов при низких температурах и их сверхпластическая деформация при повышенных температурах. PACS: 62.25.+g, 62.20.Fe, 61.72.Cc
  1. И.Д. Морохов, Л.И. Трусов, С.П. Чижик. Ультрадисперсные металлические среды. Атомиздат, М. (1977). 264 с
  2. V.G. Gryaznov, L.I. Trusov. Progr. Mater. Sci. 37, 290 (1993)
  3. H. Gleiter. Progr. Mater. Sci. 33, 223 (1989)
  4. R.W. Siegel. Ann. Rev. Mater. Sci. 21, 559 (1991)
  5. H. Gleiter. Acta Mater. 48, 1 (2000)
  6. Р.З. Валиев, И.В. Александров. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. Логос, М. (2000). 272 с
  7. И.И. Новиков, В.К. Портной. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. Металлургия, М. (1981).167 с
  8. О.А.Кайбышев. Сверхпластичность промышленных сплавов. Металлургия, М. (1984). 280 с
  9. J. Pilling, N. Ridle. Superplasticity in crystalline solids. Inst. Metals, London (1989). 260 p
  10. A.K. Mukherjee. In: Materials science and technology. Vol. 6. / Eds R.W. Cahn, P. Haasen, E.J. Kramer. VCH Publ., Weinheim (1993). P. 407
  11. R.S. Mishra, R.Z. Valiev, S.X. McFadden, R.K. Islamgaliev, A.K. Mukherjee. Phil. Mag. A 81, 37 (2001)
  12. A.K. Mukherjee. Mater. Sci. Eng. A 322, 1 (2002)
  13. М.М. Мышляев, М.А. Прокунин, В.В. Шпейзман. ФТТ 43, 833 (2001)
  14. A.V. Sergeeva, V.V. Stolyarov, R.Z. Valiev, A.K. Mukhergee. Scripta Mater. 43, 819 (2000)
  15. A. Lasalmonie, J.L. Strudel. J. Mater. Sci. 21, 1837 (1986)
  16. О.А. Кайбышев, Р.З. Валиев. Границы зерен и свойства металлов. Металлургия, М. (1987). 213 с
  17. Е.Ф. Дударев. Микропластическая деформация и предел текучести поликристаллов. Изд-во ТГУ, Томск (1988). 255 с
  18. Р.З. Валиев, А.В. Корзников, Р.Р. Мулюков. ФММ 4, 70 (1992)
  19. C. Suryanarayana, F.H. Froes. Metall. Trans. A 23, 1071 (1992)
  20. R.W. Siegel, G.E. Fougere. Nanostr. Mater. 6, 205 (1995)
  21. Н.И. Носкова. ФММ 86, 101 (1998)
  22. Ю.Р. Колобов. Диффузионно-контролируемые процессы на границах зерен и пластичность металлических поликристаллов. Наука, Новосибирск (1998). 184 с
  23. Р.А. Андриевский, А.М. Глезер. ФММ 88, 50 (1999)
  24. М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Дефекты и механизмы пластичности в наноструктурных и металлических материалах. Логос, СПб (2001). 178 с
  25. I.A. Ovid'ko. Int. Mater. Rev. 50, 1 (2005)
  26. D. Wolf, V. Yamakov, S.R. Phillpot, A. Mukhergee, H. Gleiter. Acta Mater. 53, 1 (2005)
  27. N.J. Petch. Iron Steel Inst. 174, 25 (1953)
  28. R.W. Armstrong, I. Codd, R.N. Douthwaite, N.J. Petch. Phil. Mag. 7, 45 (1962)
  29. Р.В. Армстронг. В сб.: Сверхмелкое зерно в металлах / Под ред. Л.К. Гордиенко. Металлургия, М. (1973). С. 7
  30. R.W. Armstrong. Metall. Trans. 1, 1169 (1970)
  31. H. Fujita, T. Tabata. Acta Met. 21, 355 (1973)
  32. J.T. Al-Haidary, N.J. Petch, E.R. de los Rios. Phil. Mag. A 47, 869 (1983)
  33. H. Conrad. Acta Met. 11, 75 (1963)
  34. Х. Конрад. С сб.: Сверхмелкое зерно в металлах / Под ред. Л.К. Гордиенко. Металлургия. М. (1973). С. 206
  35. M.F. Ashby. Phil. Mag. A 21, 863 (1977)
  36. J.M.C. Li. Trans. Metal. Soc. AIME 227, 239 (1963)
  37. N. Hansen. Metall. Trans. A 16, 2167 (1985)
  38. T. Narutani, J. Takamura. Acta Met. Mater. 39, 2037 (1991)
  39. J.S. Jang, C.C. Koch. Scripta Met. 24, 1599 (1990)
  40. R.A. Masumura, P.M. Hazzledine, C.S. Pande. Acta Met. Mater. 46, 4527 (1998)
  41. V.J. Gertsman, M. Hoffmann, H. Gleiter, R. Burringer. Acta Met. Mater. 42, 3539 (1994)
  42. N. Hansen. Scripta Мater. 51, 801 (2004)
  43. A.H. Chokshi, F. Rosen, J. Karch, H. Gleiter. Scripta Met. 23, 1679 (1989)
  44. N.G. Nieh, J. Wadsworth. Scripta Met. Mater. 25, 955 (1991)
  45. G. Palumbo, U. Erb, K.T. Aust. Scripta Met. Mater. 24, 2347 (1990)
  46. C.W. Su, B.W. Chua, L. Lu, M.O. Lai. Mater. Sci. Eng. A. 402, 163 (2005)
  47. Г.А. Малыгин. ФТТ 37, 2281 (1995)
  48. P.G. Sanders, J.A. Eastman, J.R. Weertman. Acta Mater. 45, 4019 (1997)
  49. D. Tromans, J.A. Lund. Trans. Quart. ASM 59, 672 (1966)
  50. H. Naziri, R. Pearce. Scripta Met. 3, 811 (1969)
  51. Р.З. Валиев, А.К. Емалетдинов, О.А. Кайбышев. ФММ 54, 604 (1982)
  52. V.K. Rao, D.M. Taplin, P.R. Rao. Metall. Trans. A 6, 77 (1975)
  53. R.Z. Valiev, N.A. Krasilnikov, N.K. Tsenev. Mater. Sci. Eng. A 137, 351 (1991)
  54. H. Schropf, Ch. Kuhrt, E. Arzt. Z. Metallkunde 86, 626 (1995)
  55. А.Г. Ланин, В.Н. Турчин, О.Н. Ерин. Металлофизика 11, 79 (1989)
  56. R.W. Rice, C. Wu, F. Bouchett. J. Am. Ceram. Soc. 77, 2539 (1994)
  57. H.S. Kim, Yu. Estrin, M.B. Bush. Acta Met. Mater. 48, 493 (2000)
  58. V.G. Gryaznov, I.A. Polonsky, A.E. Romanov. Phys. Rev. B 44, 42 (1991)
  59. M. Ke, S.A. Hackney, W.W. Milligan, E.C. Aifantis. Nanostr. Mater. 5, 689 (1995)
  60. R.J. Asaro, S. Suresh. Acta Mater. 53, 3369 (2005)
  61. Н.И. Носкова, Е.Г. Волкова. ФММ 91, 100 (2001)
  62. J.W. Edington. Metall. Trans. A 13, 703 (1982)
  63. Ю.В. Герцман, Р.З. Валиев, М.Ф. Имаев, М.Г. Зелин. Поверхность 4, 138 (1986)
  64. F. Li, W.T. Roberts, P.S. Bate. Scripta Met. Mater. 29, 875 (1993)
  65. H. Inagaki. Z. Metallkunde 87, 179 (1996)
  66. F.D. Schiotz, T. Vergge, F.D. Di Tolla, K.W. Jacobsen. Phys. Rev. B 60, 11 971 (1999)
  67. H. Van Swygenhoven, M. Spaczer, A. Caro, D. Farcas. Phys. Rev. B 60, 60 (1999)
  68. H. Van Swygenhoven, D. Farcas, A. Caro. Phys. Rev. B 62, 831 (2000)
  69. P.M. Derlet, A. Hasnaoui, H. Van Swygenhoven. Scripta Mater. 49, 629 (2003)
  70. F.D. Schiotz, K.W. Jacobsen. Science 301, 1357 (2003)
  71. A. Hasnaoui, P.M. Derlet, H. Van Swygenhoven. Acta Mater. 52, 2251 (2004)
  72. Ю.А. Бабаков, Л.А. Благинина, И.В. Головщиков, Т. Хаубола, Ф. Бискерини, С. Мобало. ФММ 83, 167 (1997)
  73. E.A. Stern, R.W. Siegel, M. Newville, P.G. Sanders, D. Haskel. Phys. Rev. Lett. 75, 3874 (1995)
  74. Г. Гляйтер, Б. Чалмерс. Большеугловые границы. Мир, М. (1975). 376 с
  75. В.М. Розенберг. Ползучесть металлов. Металлургия, М. (1967). 276 с
  76. F.N. Rhines, W.S. Bond, M.A. Kissel. Trans. ASM 48, 919 (1956)
  77. H.H. Chiswic, L.R. Kelman. Proc. the 1st Int. Conf. on Peacefull Uses of Atomic Energy. Vol. 9. Geneve (1955)
  78. Н.Н. Давиденков, В.А. Лихачев, Г.А. Малыгин. ФММ 10, 412 (1960)
  79. Y.M. Wang, E. Ma. Appl. Phys. Lett. 85, 2750 (2004)
  80. C.Y. Yu, P.W. Kao, C.P. Chang. Acta Mater. 53, 4019 (2005)
  81. В.В. Шпейзман, В.И. Николаев, Б.И. Смирнов, В.В. Ветров, С.А. Пульнев, В.И. Копылов. ФТТ 40, 1264 (1998)
  82. K.-H. Chia, K. Jung, H. Conrad. Mater. Sci. Eng. A 409, 32 (2005)
  83. N. Tsuji, Y. Ito, Y. Minamino. Scripta Mater. 47, 893 (2002)
  84. Г.А. Малыгин. ФТТ 47, 236 (2005)
  85. В.Б. Моррисон, Р.Л. Миллер. В сб.: Сверхмелкое зерно в металлах / Под ред. Л.К. Гордиенко. Металлургия, М. (1973). С. 181
  86. Q. Wei, S. Cheng, K. Ramesh, E. Ma. Mater. Sci. Eng. A 381, 71 (2004)
  87. F. Dalla Torre, P. Spatig, R. Schaublin, M. Victoria. Acta Mater. 53, 2337 (2005)
  88. H. Conrad, K. Jung. Mater. Sci. Eng. A 78 (2005)
  89. R.W. Hayes, D. Witkin, F. Zhou, E.J. Laverina. Acta Mater. 52, 4259 (2004)
  90. Y.M. Wang, E. Ma. Mater. Sci. Eng. A 375/377, 46 (2004)
  91. O.D. Sherby, J. Wadsworth. Prog. Mater. Sci. 33, 161 (1989)
  92. W.A. Soer, K.E. Aifanties, J.T.M. De Hosson. Acta Mater. 53, 4665 (2005)
  93. S. Lefebvre, B. Devincre, T. Hoc. Mater. Sci. Eng. A 400/401, 150 (2005)
  94. J.C.M. Li, T. Chou. Metal. Trans. 1, 1143 (1970)
  95. Л.Г. Орлов. ФТТ 14, 3691 (1972)
  96. H. Gleiter. J. Less-Comm. Met. 28, 297 (1972)
  97. L.E. Murr. Metal. Trans. 6, 505 (1975)
  98. E.V. Esquivel, L.E. Murr. Mater. Sci. Eng. A 409, 13 (2005)
  99. K.S. Kumar, S. Suresh, M.F. Chisholm, J.A. Horton, P. Wang. Acta Mater. 51, 387 (2003)
  100. C.C. Koch. Scripta Mater. 49, 657 (2003)
  101. A. Hasnaoui, P.M. Derlet, H. Van Swygebhoven. Acta Mater. 52, 5863 (2004)
  102. G.P. Zheng, Y.M. Wang, M. Li. Acta Mater. 53, 3893 (2005)
  103. P.H. Pumpfrey, H. Gleiter. Phil. Mag. 22, 707 (1975)
  104. D.A. Smith. J. de Phys. 43, C6-225 (1982)
  105. В.Ю. Герцман, В.З. Бенгус, Р.З. Валиев, О.А. Кайбышев. ФТТ 26, 1712 (1984)
  106. A.P. Sutton, V. Vitek. Acta Met. 30, 2011 (1982)
  107. Г.И. Алешин, Р.З. Валиев. ФММ 64, 381 (1987)
  108. Н.К. Габдуллин, Р.М. Имаев, Г.А. Салищев. ФММ 85, 140 (1998)
  109. V.N. Perevezentsev, V.V. Rybin, V.N. Chuvil'deev. Acta Met. Mater. 40, 887 (1992)
  110. В.Н. Чувильдеев. Неравновесные границы зерен в металлах. Физматлит, М. (2004). 304 с
  111. R.Z. Valiev, O.A. Kaibyshev, Sh.K. Khannanov. Phys. Stat. Sol. (a) 52, 447 (1979)
  112. O.A. Kaibyshev, R.Z. Valiev, A.K. Emaletdinov. Phys. Stat. Sol. (a) 90, 197 (1985)
  113. R.Z. Valiev, E.V. Kozlov, Yu.F. Ivanov, J. Lian, A.A. Nazarov, B. Boudelet. Acta Met. Mater. 42, 2467 (1994)
  114. Г.А. Малыгин. УФН 169, 979 (1999)
  115. P. Ambrosi, W. Homeier, Ch. Schwink. Scripta Met. 14, 183 (1980)
  116. Г.А. Малыгин. ФТТ 48, 651 (2006)
  117. Г.А. Малыгин. ФТТ 43, 1832 (2001)
  118. Б.И. Смирнов. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. Наука, Л. (1981). 232 с
  119. Г.А. Малыгин. ФТТ 37, 3 (1995)
  120. Г.А. Малыгин. ФТТ 35, 1609 (1993)
  121. Г.А. Малыгин. ФТТ 47, 870 (2005)
  122. Л.Е. Попов, В.С. Кобытев, Т.А. Ковалевская. Пластическая деформация сплавов. Наука, М. (1983). 182 с
  123. Г.А. Малыгин. ФТТ 34, 2882 (1992)
  124. E.S. Venkatesh, L.E. Murr. Mater. Sci. Eng. 33, 69 (1978)
  125. G.A. Malygin. Phys. Stat. Sol. (a) 119, 423 (1990)
  126. N. Hansen. Acta Met. 25, 863 (1977)
  127. Г.А. Малыгин. ФТТ 31, 43 (1989)
  128. H. Conrad, S. Fenerstein. Mater. Sci. Eng. 2, 157 (1967)
  129. N. Krasilnikov, W. Lojkowski, Z. Pakiela, R. Valiev. Mater. Sci. Eng. A 397, 330 (2005)
  130. X.L. Wu, E. Ma. Appl. Phys. Lett. 88, 231 911 (2006)
  131. S. Cheng, E. Ma, Y.M. Wang, L.J. Kecskes, K.M. Youssef, C.C. Koch, U.P. Trociewitz, K. Han. Acta Mater. 53, 1521 (2005)
  132. Y.M. Wang, A.V. Hamza, E. Ma. Acta Mater. 54, 2715 (2006)
  133. R.Z. Valiev, V.Yu. Gertsman, O.A. Kaibyshev, Sh.K. Khannanov. Phys. Stat. Sol. (a) 78, 177 (1983)
  134. С.М. Клоцман. УФН 160, 99 (1990)
  135. А.Д. Ле Клер. Диффузия в металлах с объемно-центрированной решеткой. Металлургия, М. (1969). С. 11
  136. O. Ruano, J. Wadsworth, O.D. Sherby. Acta Mater. 51, 3617 (2003)
  137. Р. Бернер, Г. Кронмюллер. Пластическая деформация монокристаллов. Мир, М. (1969). 264 с
  138. D. Jia, K.T. Ramesh, E. Ma. Acta Mater. 51, 3495 (2003)
  139. E. Ma. Scripta Mater. 49, 663 (2003)
  140. Y.M. Wang. E. Ma. Acta Mater. 52, 1699 (2004)
  141. J. Gel Sevillano, J. Aldzabal. Scripta Mater. 51, 795 (2004)
  142. E. Ma, Y.M. Wang, Q.H. Lu, M.L. Lu, K. Lu. Appl. Phys. Lett. 85, 4932 (2004)
  143. K. Neishi, Z. Horita, T.G. Langdon. Scripta Mater. 45, 965 (2001)
  144. R.K. Islamgaliev, N.F. Yunusova, R.Z. Valiev. Scripta Mater. 49, 467 (2003)
  145. Y. Takayama, N. Furushiro, E. Kimijima, H. Kato. Mater. Sci. Eng. A 410/411, 114 (2005)
  146. G.F. Wang, K.C. Chan, K.F. Zhang. Scripta Mater. 54, 765 (2006).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.