ГРАНИЦЫ ЗЁРЕН, УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ, СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ

13 мая 2025

Автор: А.А. Назаров (Институт проблем сверхпластичности металлов РАН)

Докладчик: А.А. Назаров (Институт проблем сверхпластичности металлов РАН)

Тезисы доклада "ГРАНИЦЫ ЗЁРЕН, УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ, СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ" 

В докладе будут изложены основные научные результаты, полученные автором при исследованиях в области теории границ зёрен и сверхпластической деформации металлов, а также объёмных наноструктурных материалов. Сверхпластичность — способность сплавов к деформированию до очень высоких степеней в определённом интервале скоростей деформации и температуры, лежит в основе ресурсосберегающих производственных технологий. Получение и исследование объёмных наноструктурных материалов — поликристаллических металлов и сплавов с размером зёрен около 100 нм и менее — составляет другое важное направление современного материаловедения. И сверхпластичность, и наноструктурные материалы объединяет особая, неравновесная структура границ зёрен, обусловленная их взаимодействием с дислокациями решётки.

В докладе будут рассмотрены дислокационно-дисклинационные модели неравновесных границ зёрен в деформированных поликристаллах, на их основе разработана структурная модель наноструктурных материалов. Решён ряд задач о диффузии по границам зёрен в наноматериалах, показано, что коэффициент диффузии в них может быть на несколько порядков выше, чем в обычных поликристаллах с равновесными границами. Построена теория релаксации структуры неравновесных границ зёрен при высоких температурах. Полученные законы релаксации использованы для анализа кинетики сверхпластической деформации и последовательного объяснения наблюдаемой сигмоидальной зависимости напряжения течения от скорости деформации при сверхпластичности.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования воздействия ультразвуковых колебаний на микроструктуру и механические свойства металлов. Показано, что ультразвуковая обработка приводит к релаксации неравновесной структуры границ зёрен наподобие отжигу. На примере титанового сплава обнаружено заметное повышение характеристик сверхпластичности. Также проведены молекулярно-динамические исследования, показавшие, что при воздействии циклических напряжений в деформированных нанокристаллах происходит релаксация неравновесной структуры ГЗ, снижение уровня их дальнодействующих напряжений и избыточной энергии.