Влияние внутренних напряжений на ползучесть меди
Петров А.И.
1, Разуваева М.В.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: An.Petrov@mail.ioffe.ru, M.Razuvaeva@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 17 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 4 декабря 2025 г.
Принята к печати: 4 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2026 г.
Рассмотрено влияние сдвигового напряжения на кинетику ползучести Cu (99.95 %) в интервале температур от 373 до 923 K. Обнаружено совпадение оценок внутреннего напряжения, выполненных разными способами, что позволило исключить влияние на внутреннее напряжение деформационных точечных дефектов, атомов примесей и скопления дислокаций. Показано, что в области сравнительно высоких напряжений, где выполняется экспоненциальная зависимость скорости ползучести от напряжения, ползучесть контролируется самодиффузией, а при высоких температурах в области степенной зависимости - диффузией по ядрам дислокаций. В промежуточной температурной области наблюдается изменение наклона зависимостей скорости ползучести от напряжения, при этом происходит уменьшение активационных параметров: энергии самодиффузии до диффузии по ядрам дислокаций, а величина активационного объема уменьшается в три раза. Сделан вывод, что механизм пластической деформации меди при промежуточных температурах испытания меняется в зависимости от температуры, величины приложенного напряжения и величины внутреннего напряжения, обусловленного деформационным упрочнением. Ключевые слова: сдвиговые напряжения, плотность дислокаций, энергия активации, активационный объем, самодиффузия, диффузия по ядрам дислокаций, механизм деформации.
- A.K. Mukherjee, J.E. Dorn. Trans. Met. Soc., AIME, 230, 1065 (1964)
- Ж. Фридель. Дислокации (Мир, М., 1967)
- В.И. Трефилов, В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов (Наукова думка, Киев, 1987)
- H. Luthy, A.K. Miller, O.D. Sherby. Acta Metallurgica, 28, 169 (1980)
- S.L. Robinson, O.D. Sherby. Phys. Stat. Sol. (a), 1, K119 (1970)
- А.И. Петров, М.В. Разуваева. ЖТФ, 81 (10), 36 (2011). [A.I. Petrov, M.V. Razuvaeva. Tech. Phys., 56 (10), 1415 (2011). DOI: 10.1134/S1063784211100161]
- M.M. Myshlyev, W.A. Stepanov, V.V. Shpeizman. Phys. Stat. Sol. (a), 3, 393 (1971)
- S.V. Raj, T.G. Langdon. Acta Мetall., 37 (3), 843 (1989). DOI: 10.1016/0001-6160(89)90011-4
- M.E. Kassner. Acta Mater., 52, 1 (2004). DOI: 10.1016/j.actamat.2003.08.019
- Х.Дж. Фрост, М.Ф. Эшби. Карта механизмов деформаций (Металлургия, Челябинск, 1989)
- Г.П. Грабовецкая. Зернограничная диффузия и ползучесть субмикрокристаллических металлических материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации (Автореф. канд. дисс., Томск, 2008), 32 с
- В.И. Бетехтин, А.Г. Кадомцев. ФТТ, 47 (5), 801 (2005). [V.I. Betekhtin, A.G. Kadomtsev. Phys. Solid State, 47 (5), 825 (2005). DOI: 10.1134/1.1924839]
- С.В. Коновалов, Д.В. Загуляев, Н.Г. Ярополова, И.А. Комисарова, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов. Известия вузов. Цветная металлургия, 3, 64 (2015). DOI: 10.17073/0021-3438-2015-3-64-70
- В.И. Зельдович, Н.Ю. Фролова, А.Э. Хейфец, И.В. Хомская, Е.В. Шорохов. ФММ, 121 (5), 495 (2020). DOI: 10.31857/S0015323020050150 [V.I. Zel'dovich, N.Y. Frolova, A.E. Kheifets, I.V. Khomskaya, E.V. Shorokhov. Phys. Metals Metallography, 121 (5), 446 (2020).]
- В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел (Наука, М., 1974)
- Г.А. Малыгин, Г.В. Владимирова. В кн.: Проблемы прочности и пластичности твердых тел (Наука, Л., 1979), c. 96
- В.В. Рыбин, В.А. Лихачев. ФММ, 44 (5), 1085 (1977)
- А.И. Петров, М.В. Разуваева. ЖТФ, 84 (2), 35 (2014). [A.I. Petrov, M.V. Razuvaeva. Tech. Phys., 59 (2), 190 (2014). DOI: 10.1134/S1063784214020170]
- H. Kobayashi, R. Ohki, T. Itoh, M. Sakane. Engineering Fracture Mechanics, 174, 30 (2017). DOI: 10.1016/j.engfracmech.2017.01.001
- M.E. Kassner, T.A. Hayes. Intern. J. Plasticity, 19 (10), 1715 (2003). DOI: 10.1016/s0749-6419(02)00111-0
- M. Sakane, H. Tokura. Int. J. Damage Mech., 11, 247 (2002). DOI: 10.1106/105678902026412
- П. Бриджмен. Исследование больших пластических деформаций и разрыва (ИЛ, М., 1955)
- Н.Н. Давиденков, Н.И. Спиридонова. Зав. лаб., 11 (6), 583 (1945)
- А.И. Петров, М.В. Разуваева. ЖТФ, 85 (4), 130 (2015). [A.I. Petrov, M.V. Razuvaeva. Tech. Phys., 60 (4), 607 (2015). DOI: 10.1134/S1063784215040210]
- I.E. Franch, P.F. Weinrich. Metall. Trans., A, 6 (4), 785 (1975). DOI: 10.1007/bf02672300
- P.F. Weinrich, I.E. Franch. Acta Metall., 24 (4), 317 (1976). https://link.springer.com/article/10.1007/BF02659814
- Н.Ю. Золотаревский, В.В. Рыбин, Э.А. Ушанова, В.Н. Перевезенцев. Научно-технические ведомости СпбГПУ. Физ.-мат. науки, 15 (4), 147 (2022). [N.Yu. Zolotorevsky, V.V. Rybin, E.A. Ushanova, V.N. Perevezentsev. St. Petersburg State Polytechnical University J., Phys. Mathem., 15 (4), 147 (2022). DOI: 10.18721/JPM.15411
- В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов (Металлургия, М., 1986)
- D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Materialia, 45 (9), 3871 (1997). DOI: 10.1016/S1359-6454(97)00027-X
- D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Materialia, 148 (4), 374 (2018). DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.002
- Н.Ю. Золоторевский, Е.В. Нестерова, В.В. Рыбин, Ю.Ф. Титовец. ФММ, 99 (1), 80 (2005). [N.Yu. Zolotorevsky, E.V. Nesterova, V.V. Rybin, Yu.F. Titovets. Phys. Metals Metallography, 99 (1), 73 (2005).]
- B. Bacroix, S. Queyreau, D. Chaubet, E. Siv, Th. Chauveau. Acta Materialia, 160 (11), 121 (2018). DOI: 10.1016/j.actamat.2018.08.044
- A. Despres, M. Zecevic, R.A. Lebensohn, J.D. Mithieux, F. Chassagne, C.W. Sinclair. Acta Mater., 182 (1), 184 (2020). DOI: 10.1016/j.actamat.2019.10.023
- N.Yu. Zolotorevsky, V.V. Rybin, I.V. Khomskaya, E.A. Ushanova, A.N. Matvienko. Philosophical Magazine, 100 (11), 1499 (2020). DOI: 10.1080/14786435.2020.1727038
- K. Sedighiani, K. Traka, F. Roters, J. Sietsma, D. Raabe, M. Diehl. Acta Mater., 237 (9), 118167 (2022). DOI: 10.1016/j.actamat.2022.118167
- X. Huang. Scripta Mater., 38 (11), 1697 (1998)
- X. Huang, A. Borrego, W. Pantleon. Mater. Sci. Eng. A, 319-321 (12), 237 (2001)
- B. Wilshire, A.J. Battenbough. Mater. Sci. Eng. A, 443, 156 (2007). DOI: 10.1016/j.msea.2006.08.094
- M.E. Kassner. Fundamentals of creep in metals and alloys (Butterworth-Heinemann, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands, 2015)
- J. Webb, S. Gollapudi, I. Charit. Intern. J. Refractory Metals and Hard Mater., 82 (8), 69 (2019). DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2019.03.022
- M.E. Kassner. Metals, 10, 1284 (2020). DOI: 10.3390/met10101284
- X. Xiao, Sh. Li, L. Yu. Intern. J. Plasticity, 157, 103394 (2022). DOI: 10.1016/j.ijplas.2022,103394
- Г.А. Малыгин. ФММ, 34 (1), 191 (1972).