Вышедшие номера
Влияние внутренних напряжений на ползучесть меди
Петров А.И. 1, Разуваева М.В. 1
1Физико-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.
  1. A.K. Mukherjee, J.E. Dorn. Trans. Met. Soc., AIME, 230, 1065 (1964)
  2. Ж. Фридель. Дислокации (Мир, М., 1967)
  3. В.И. Трефилов, В.Ф. Моисеев, Э.П. Печковский. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов (Наукова думка, Киев, 1987)
  4. H. Luthy, A.K. Miller, O.D. Sherby. Acta Metallurgica, 28, 169 (1980)
  5. S.L. Robinson, O.D. Sherby. Phys. Stat. Sol. (a), 1, K119 (1970)
  6. 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]
  7. M.M. Myshlyev, W.A. Stepanov, V.V. Shpeizman. Phys. Stat. Sol. (a), 3, 393 (1971)
  8. S.V. Raj, T.G. Langdon. Acta Мetall., 37 (3), 843 (1989). DOI: 10.1016/0001-6160(89)90011-4
  9. M.E. Kassner. Acta Mater., 52, 1 (2004). DOI: 10.1016/j.actamat.2003.08.019
  10. Х.Дж. Фрост, М.Ф. Эшби. Карта механизмов деформаций (Металлургия, Челябинск, 1989)
  11. Г.П. Грабовецкая. Зернограничная диффузия и ползучесть субмикрокристаллических металлических материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации (Автореф. канд. дисс., Томск, 2008), 32 с
  12. 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]
  13. 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
  14. 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).]
  15. В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел (Наука, М., 1974)
  16. Г.А. Малыгин, Г.В. Владимирова. В кн.: Проблемы прочности и пластичности твердых тел (Наука, Л., 1979), c. 96
  17. В.В. Рыбин, В.А. Лихачев. ФММ, 44 (5), 1085 (1977)
  18. 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]
  19. H. Kobayashi, R. Ohki, T. Itoh, M. Sakane. Engineering Fracture Mechanics, 174, 30 (2017). DOI: 10.1016/j.engfracmech.2017.01.001
  20. M.E. Kassner, T.A. Hayes. Intern. J. Plasticity, 19 (10), 1715 (2003). DOI: 10.1016/s0749-6419(02)00111-0
  21. M. Sakane, H. Tokura. Int. J. Damage Mech., 11, 247 (2002). DOI: 10.1106/105678902026412
  22. П. Бриджмен. Исследование больших пластических деформаций и разрыва (ИЛ, М., 1955)
  23. Н.Н. Давиденков, Н.И. Спиридонова. Зав. лаб., 11 (6), 583 (1945)
  24. 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]
  25. I.E. Franch, P.F. Weinrich. Metall. Trans., A, 6 (4), 785 (1975). DOI: 10.1007/bf02672300
  26. P.F. Weinrich, I.E. Franch. Acta Metall., 24 (4), 317 (1976). https://link.springer.com/article/10.1007/BF02659814
  27. 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
  28. В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов (Металлургия, М., 1986)
  29. D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Materialia, 45 (9), 3871 (1997). DOI: 10.1016/S1359-6454(97)00027-X
  30. D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Materialia, 148 (4), 374 (2018). DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.002
  31. 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).]
  32. B. Bacroix, S. Queyreau, D. Chaubet, E. Siv, Th. Chauveau. Acta Materialia, 160 (11), 121 (2018). DOI: 10.1016/j.actamat.2018.08.044
  33. 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
  34. 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
  35. 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
  36. X. Huang. Scripta Mater., 38 (11), 1697 (1998)
  37. X. Huang, A. Borrego, W. Pantleon. Mater. Sci. Eng. A, 319-321 (12), 237 (2001)
  38. B. Wilshire, A.J. Battenbough. Mater. Sci. Eng. A, 443, 156 (2007). DOI: 10.1016/j.msea.2006.08.094
  39. M.E. Kassner. Fundamentals of creep in metals and alloys (Butterworth-Heinemann, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands, 2015)
  40. 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
  41. M.E. Kassner. Metals, 10, 1284 (2020). DOI: 10.3390/met10101284
  42. X. Xiao, Sh. Li, L. Yu. Intern. J. Plasticity, 157, 103394 (2022). DOI: 10.1016/j.ijplas.2022,103394
  43. Г.А. Малыгин. ФММ, 34 (1), 191 (1972).