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: 22 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
  • И.Д. Морохов, Л.И. Трусов, С.П. Чижик. Ультрадисперсные металлические среды. Атомиздат, М. (1977). 264 с
  • V.G. Gryaznov, L.I. Trusov. Progr. Mater. Sci. 37, 290 (1993)
  • H. Gleiter. Progr. Mater. Sci. 33, 223 (1989)
  • R.W. Siegel. Ann. Rev. Mater. Sci. 21, 559 (1991)
  • H. Gleiter. Acta Mater. 48, 1 (2000)
  • Р.З. Валиев, И.В. Александров. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. Логос, М. (2000). 272 с
  • И.И. Новиков, В.К. Портной. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. Металлургия, М. (1981).167 с
  • О.А.Кайбышев. Сверхпластичность промышленных сплавов. Металлургия, М. (1984). 280 с
  • J. Pilling, N. Ridle. Superplasticity in crystalline solids. Inst. Metals, London (1989). 260 p
  • 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
  • R.S. Mishra, R.Z. Valiev, S.X. McFadden, R.K. Islamgaliev, A.K. Mukherjee. Phil. Mag. A 81, 37 (2001)
  • A.K. Mukherjee. Mater. Sci. Eng. A 322, 1 (2002)
  • М.М. Мышляев, М.А. Прокунин, В.В. Шпейзман. ФТТ 43, 833 (2001)
  • A.V. Sergeeva, V.V. Stolyarov, R.Z. Valiev, A.K. Mukhergee. Scripta Mater. 43, 819 (2000)
  • A. Lasalmonie, J.L. Strudel. J. Mater. Sci. 21, 1837 (1986)
  • О.А. Кайбышев, Р.З. Валиев. Границы зерен и свойства металлов. Металлургия, М. (1987). 213 с
  • Е.Ф. Дударев. Микропластическая деформация и предел текучести поликристаллов. Изд-во ТГУ, Томск (1988). 255 с
  • Р.З. Валиев, А.В. Корзников, Р.Р. Мулюков. ФММ 4, 70 (1992)
  • C. Suryanarayana, F.H. Froes. Metall. Trans. A 23, 1071 (1992)
  • R.W. Siegel, G.E. Fougere. Nanostr. Mater. 6, 205 (1995)
  • Н.И. Носкова. ФММ 86, 101 (1998)
  • Ю.Р. Колобов. Диффузионно-контролируемые процессы на границах зерен и пластичность металлических поликристаллов. Наука, Новосибирск (1998). 184 с
  • Р.А. Андриевский, А.М. Глезер. ФММ 88, 50 (1999)
  • М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Дефекты и механизмы пластичности в наноструктурных и металлических материалах. Логос, СПб (2001). 178 с
  • I.A. Ovid'ko. Int. Mater. Rev. 50, 1 (2005)
  • D. Wolf, V. Yamakov, S.R. Phillpot, A. Mukhergee, H. Gleiter. Acta Mater. 53, 1 (2005)
  • N.J. Petch. Iron Steel Inst. 174, 25 (1953)
  • R.W. Armstrong, I. Codd, R.N. Douthwaite, N.J. Petch. Phil. Mag. 7, 45 (1962)
  • Р.В. Армстронг. В сб.: Сверхмелкое зерно в металлах / Под ред. Л.К. Гордиенко. Металлургия, М. (1973). С. 7
  • R.W. Armstrong. Metall. Trans. 1, 1169 (1970)
  • H. Fujita, T. Tabata. Acta Met. 21, 355 (1973)
  • J.T. Al-Haidary, N.J. Petch, E.R. de los Rios. Phil. Mag. A 47, 869 (1983)
  • H. Conrad. Acta Met. 11, 75 (1963)
  • Х. Конрад. С сб.: Сверхмелкое зерно в металлах / Под ред. Л.К. Гордиенко. Металлургия. М. (1973). С. 206
  • M.F. Ashby. Phil. Mag. A 21, 863 (1977)
  • J.M.C. Li. Trans. Metal. Soc. AIME 227, 239 (1963)
  • N. Hansen. Metall. Trans. A 16, 2167 (1985)
  • T. Narutani, J. Takamura. Acta Met. Mater. 39, 2037 (1991)
  • J.S. Jang, C.C. Koch. Scripta Met. 24, 1599 (1990)
  • R.A. Masumura, P.M. Hazzledine, C.S. Pande. Acta Met. Mater. 46, 4527 (1998)
  • V.J. Gertsman, M. Hoffmann, H. Gleiter, R. Burringer. Acta Met. Mater. 42, 3539 (1994)
  • N. Hansen. Scripta Мater. 51, 801 (2004)
  • A.H. Chokshi, F. Rosen, J. Karch, H. Gleiter. Scripta Met. 23, 1679 (1989)
  • N.G. Nieh, J. Wadsworth. Scripta Met. Mater. 25, 955 (1991)
  • G. Palumbo, U. Erb, K.T. Aust. Scripta Met. Mater. 24, 2347 (1990)
  • C.W. Su, B.W. Chua, L. Lu, M.O. Lai. Mater. Sci. Eng. A. 402, 163 (2005)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 37, 2281 (1995)
  • P.G. Sanders, J.A. Eastman, J.R. Weertman. Acta Mater. 45, 4019 (1997)
  • D. Tromans, J.A. Lund. Trans. Quart. ASM 59, 672 (1966)
  • H. Naziri, R. Pearce. Scripta Met. 3, 811 (1969)
  • Р.З. Валиев, А.К. Емалетдинов, О.А. Кайбышев. ФММ 54, 604 (1982)
  • V.K. Rao, D.M. Taplin, P.R. Rao. Metall. Trans. A 6, 77 (1975)
  • R.Z. Valiev, N.A. Krasilnikov, N.K. Tsenev. Mater. Sci. Eng. A 137, 351 (1991)
  • H. Schropf, Ch. Kuhrt, E. Arzt. Z. Metallkunde 86, 626 (1995)
  • А.Г. Ланин, В.Н. Турчин, О.Н. Ерин. Металлофизика 11, 79 (1989)
  • R.W. Rice, C. Wu, F. Bouchett. J. Am. Ceram. Soc. 77, 2539 (1994)
  • H.S. Kim, Yu. Estrin, M.B. Bush. Acta Met. Mater. 48, 493 (2000)
  • V.G. Gryaznov, I.A. Polonsky, A.E. Romanov. Phys. Rev. B 44, 42 (1991)
  • M. Ke, S.A. Hackney, W.W. Milligan, E.C. Aifantis. Nanostr. Mater. 5, 689 (1995)
  • R.J. Asaro, S. Suresh. Acta Mater. 53, 3369 (2005)
  • Н.И. Носкова, Е.Г. Волкова. ФММ 91, 100 (2001)
  • J.W. Edington. Metall. Trans. A 13, 703 (1982)
  • Ю.В. Герцман, Р.З. Валиев, М.Ф. Имаев, М.Г. Зелин. Поверхность 4, 138 (1986)
  • F. Li, W.T. Roberts, P.S. Bate. Scripta Met. Mater. 29, 875 (1993)
  • H. Inagaki. Z. Metallkunde 87, 179 (1996)
  • F.D. Schiotz, T. Vergge, F.D. Di Tolla, K.W. Jacobsen. Phys. Rev. B 60, 11 971 (1999)
  • H. Van Swygenhoven, M. Spaczer, A. Caro, D. Farcas. Phys. Rev. B 60, 60 (1999)
  • H. Van Swygenhoven, D. Farcas, A. Caro. Phys. Rev. B 62, 831 (2000)
  • P.M. Derlet, A. Hasnaoui, H. Van Swygenhoven. Scripta Mater. 49, 629 (2003)
  • F.D. Schiotz, K.W. Jacobsen. Science 301, 1357 (2003)
  • A. Hasnaoui, P.M. Derlet, H. Van Swygenhoven. Acta Mater. 52, 2251 (2004)
  • Ю.А. Бабаков, Л.А. Благинина, И.В. Головщиков, Т. Хаубола, Ф. Бискерини, С. Мобало. ФММ 83, 167 (1997)
  • E.A. Stern, R.W. Siegel, M. Newville, P.G. Sanders, D. Haskel. Phys. Rev. Lett. 75, 3874 (1995)
  • Г. Гляйтер, Б. Чалмерс. Большеугловые границы. Мир, М. (1975). 376 с
  • В.М. Розенберг. Ползучесть металлов. Металлургия, М. (1967). 276 с
  • F.N. Rhines, W.S. Bond, M.A. Kissel. Trans. ASM 48, 919 (1956)
  • H.H. Chiswic, L.R. Kelman. Proc. the 1st Int. Conf. on Peacefull Uses of Atomic Energy. Vol. 9. Geneve (1955)
  • Н.Н. Давиденков, В.А. Лихачев, Г.А. Малыгин. ФММ 10, 412 (1960)
  • Y.M. Wang, E. Ma. Appl. Phys. Lett. 85, 2750 (2004)
  • C.Y. Yu, P.W. Kao, C.P. Chang. Acta Mater. 53, 4019 (2005)
  • В.В. Шпейзман, В.И. Николаев, Б.И. Смирнов, В.В. Ветров, С.А. Пульнев, В.И. Копылов. ФТТ 40, 1264 (1998)
  • K.-H. Chia, K. Jung, H. Conrad. Mater. Sci. Eng. A 409, 32 (2005)
  • N. Tsuji, Y. Ito, Y. Minamino. Scripta Mater. 47, 893 (2002)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 47, 236 (2005)
  • В.Б. Моррисон, Р.Л. Миллер. В сб.: Сверхмелкое зерно в металлах / Под ред. Л.К. Гордиенко. Металлургия, М. (1973). С. 181
  • Q. Wei, S. Cheng, K. Ramesh, E. Ma. Mater. Sci. Eng. A 381, 71 (2004)
  • F. Dalla Torre, P. Spatig, R. Schaublin, M. Victoria. Acta Mater. 53, 2337 (2005)
  • H. Conrad, K. Jung. Mater. Sci. Eng. A 78 (2005)
  • R.W. Hayes, D. Witkin, F. Zhou, E.J. Laverina. Acta Mater. 52, 4259 (2004)
  • Y.M. Wang, E. Ma. Mater. Sci. Eng. A 375/377, 46 (2004)
  • O.D. Sherby, J. Wadsworth. Prog. Mater. Sci. 33, 161 (1989)
  • W.A. Soer, K.E. Aifanties, J.T.M. De Hosson. Acta Mater. 53, 4665 (2005)
  • S. Lefebvre, B. Devincre, T. Hoc. Mater. Sci. Eng. A 400/401, 150 (2005)
  • J.C.M. Li, T. Chou. Metal. Trans. 1, 1143 (1970)
  • Л.Г. Орлов. ФТТ 14, 3691 (1972)
  • H. Gleiter. J. Less-Comm. Met. 28, 297 (1972)
  • L.E. Murr. Metal. Trans. 6, 505 (1975)
  • E.V. Esquivel, L.E. Murr. Mater. Sci. Eng. A 409, 13 (2005)
  • K.S. Kumar, S. Suresh, M.F. Chisholm, J.A. Horton, P. Wang. Acta Mater. 51, 387 (2003)
  • C.C. Koch. Scripta Mater. 49, 657 (2003)
  • A. Hasnaoui, P.M. Derlet, H. Van Swygebhoven. Acta Mater. 52, 5863 (2004)
  • G.P. Zheng, Y.M. Wang, M. Li. Acta Mater. 53, 3893 (2005)
  • P.H. Pumpfrey, H. Gleiter. Phil. Mag. 22, 707 (1975)
  • D.A. Smith. J. de Phys. 43, C6-225 (1982)
  • В.Ю. Герцман, В.З. Бенгус, Р.З. Валиев, О.А. Кайбышев. ФТТ 26, 1712 (1984)
  • A.P. Sutton, V. Vitek. Acta Met. 30, 2011 (1982)
  • Г.И. Алешин, Р.З. Валиев. ФММ 64, 381 (1987)
  • Н.К. Габдуллин, Р.М. Имаев, Г.А. Салищев. ФММ 85, 140 (1998)
  • V.N. Perevezentsev, V.V. Rybin, V.N. Chuvil'deev. Acta Met. Mater. 40, 887 (1992)
  • В.Н. Чувильдеев. Неравновесные границы зерен в металлах. Физматлит, М. (2004). 304 с
  • R.Z. Valiev, O.A. Kaibyshev, Sh.K. Khannanov. Phys. Stat. Sol. (a) 52, 447 (1979)
  • O.A. Kaibyshev, R.Z. Valiev, A.K. Emaletdinov. Phys. Stat. Sol. (a) 90, 197 (1985)
  • R.Z. Valiev, E.V. Kozlov, Yu.F. Ivanov, J. Lian, A.A. Nazarov, B. Boudelet. Acta Met. Mater. 42, 2467 (1994)
  • Г.А. Малыгин. УФН 169, 979 (1999)
  • P. Ambrosi, W. Homeier, Ch. Schwink. Scripta Met. 14, 183 (1980)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 48, 651 (2006)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 43, 1832 (2001)
  • Б.И. Смирнов. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. Наука, Л. (1981). 232 с
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 37, 3 (1995)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 35, 1609 (1993)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 47, 870 (2005)
  • Л.Е. Попов, В.С. Кобытев, Т.А. Ковалевская. Пластическая деформация сплавов. Наука, М. (1983). 182 с
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 34, 2882 (1992)
  • E.S. Venkatesh, L.E. Murr. Mater. Sci. Eng. 33, 69 (1978)
  • G.A. Malygin. Phys. Stat. Sol. (a) 119, 423 (1990)
  • N. Hansen. Acta Met. 25, 863 (1977)
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 31, 43 (1989)
  • H. Conrad, S. Fenerstein. Mater. Sci. Eng. 2, 157 (1967)
  • N. Krasilnikov, W. Lojkowski, Z. Pakiela, R. Valiev. Mater. Sci. Eng. A 397, 330 (2005)
  • X.L. Wu, E. Ma. Appl. Phys. Lett. 88, 231 911 (2006)
  • 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)
  • Y.M. Wang, A.V. Hamza, E. Ma. Acta Mater. 54, 2715 (2006)
  • R.Z. Valiev, V.Yu. Gertsman, O.A. Kaibyshev, Sh.K. Khannanov. Phys. Stat. Sol. (a) 78, 177 (1983)
  • С.М. Клоцман. УФН 160, 99 (1990)
  • А.Д. Ле Клер. Диффузия в металлах с объемно-центрированной решеткой. Металлургия, М. (1969). С. 11
  • O. Ruano, J. Wadsworth, O.D. Sherby. Acta Mater. 51, 3617 (2003)
  • Р. Бернер, Г. Кронмюллер. Пластическая деформация монокристаллов. Мир, М. (1969). 264 с
  • D. Jia, K.T. Ramesh, E. Ma. Acta Mater. 51, 3495 (2003)
  • E. Ma. Scripta Mater. 49, 663 (2003)
  • Y.M. Wang. E. Ma. Acta Mater. 52, 1699 (2004)
  • J. Gel Sevillano, J. Aldzabal. Scripta Mater. 51, 795 (2004)
  • E. Ma, Y.M. Wang, Q.H. Lu, M.L. Lu, K. Lu. Appl. Phys. Lett. 85, 4932 (2004)
  • K. Neishi, Z. Horita, T.G. Langdon. Scripta Mater. 45, 965 (2001)
  • R.K. Islamgaliev, N.F. Yunusova, R.Z. Valiev. Scripta Mater. 49, 467 (2003)
  • Y. Takayama, N. Furushiro, E. Kimijima, H. Kato. Mater. Sci. Eng. A 410/411, 114 (2005)
  • 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.