3784501649

ANEKS 1

PB 4 T07A 027 30 niskich temperaturach. Wtedy, jeśli naprężenie płynięcia (granica plastyczności) malejąco zależy od temperatury, niestateczność może wystąpić w procesie adiabatycznym. Mechanizm niestateczności polega na lawinowo narastającej temperaturze i prędkości deformacji wskutek ruchu termo-aktywowanych dyslokacji (dodatnie sprężenie zwrotne). Prace (m.in.) [3], [29J poddają jednak tę koncepcję krytyce w przypadku materiałów w bardzo niskich temperaturach, dowodząc że nieciągłe płynięcie plastyczne zachodzi w nich według mechanizmu dyslokacyjnego. Niestateczność geometryczna [4] związana jest z mechanizmem przebudowy siatki krystalicznej wskutek deformacji. Efektem może być lokalne zmniejszenie przekroju ‘nośnego", a więc wzrost naprężenia, co w pewnych warunkach może prowadzić do wzrostu prędkości odkształcenia, w konsekwencji do spadku naprężenia i lawinowego rozwoju całego procesu. Niestateczność dy slokacyjna (mechaniczna) uważana jest (w pracy [3]) za podstawowy mechanizm nieciągłego pły nięcia w niskich temperaturach. W tej interpretacji (zgodnej z [27]) stosy dyslokacji powodują wzrost koncentracji naprężenia do wielkości rzędu wytrzymałości na ścinanie. Następnie pojawia się samoczynny proces generowania dyslokacji, prowadzący w katastroficzny sposób do uskoku wartości naprężenia. Obserwacje doświadczalne wykazują, że nieciągłe płynięcie w niskich temperaturach pojawia się wyłącznie wraz z ruchem dyslokacji krawędziowych i równocześnie zachodzi tylko poniżej określonej dla danego materiału temperatury, w której charakter dyslokacji zmienia się z krawędziowego na śrubowy. Ponieważ wzrost temperatury (niezależnie od tego czy pochodzi z zewnątrz próbki czy jest spowodowany ruchem dyslokacji) zawsze faworyzuje dyslokacje śrubowe, więc nieciągłe płynięcie w niskich temperaturach nie może być efektem lokalnego nagrzewania, a raczej jest naturalną w łasnością niskotemperaturowej plastyczności. Eksperymenty wskazują, że temperatura obciążanej próbki nie ulega istotnej zmianie aż do momentu, kiedy naprężenie zaczyna gwałtownie spadać (c^li zmiana temperatury⁷ jest postrzegana jako skutek, a nie przyczyna zjawiska). Dla typow ego efektu PLC (nie koniecznie w niskich temperaturach) uważa się [12]. że warunkami koniecznymi jego zajścia są interakcje pomiędzy' dyslokacjami z koncentracją naprężeń oraz procesy' dyfuzyjne atomów (DSA) zachodzące w rejonie dyslokacji.

Zaobserwowano, że spadek naprężenia związany z plastyczną niestabilnością jest złożonym dwuetapowym procesem. Na poziomie makroskopowym najpierw następuje (liniowy) uskok naprężenia z bardzo dużą prędkością, a następnie zachodzi jego quasi-ekspotencjalny spadek z prędkością znacznie mniejszą [1], [2], [5], Obserw acje są podobne dla materiałów jednofazowych jak i stopów. Jednakże zwraca się również uwagę [9], że pomimo podobieństw w skali makro (charakter lokalnego ścinania, ewolucja pasm poślizgu, niestateczność poślizgu w^: pewnych warunkach temperaturowych) występują jakościowe różnice pomiędzy' mechanizmami omawianego zjawiska między mono- lub poli-kiysztalami a stopami. Różnice uwidaczniają się w skali mikro i dotyczą mikrostruktury rozwiniętych dyslokacji i końcowego rozkładu pasm poślizgu.

Omawiane efekty nieciągłego płynięcia plastycznego analizowane są ekspery mentalnie dla różnego rodzaju materiałów. Ekspery menty' dotyczą głównie próby jednoosiowego rozciągania. Dla specyficznych materiałów (jak np. metallic glass [20]). które wykazują asymetrię przy rozciąganiu i ściskaniu znane są też próby ściskania

[18] . W zakresie ruskich temperatur (kriogenicznych) prac doświadczalnych jest mniej [3]. Typowe (wysokotemperaturowe) zjawisko PLC jest dobrze rozpoznane eksperymentalnie. Przy' pomocy nowoczesnych technik doświadczalnych takich jak laserowa ekstensometria [7], [8], [11], [13], [14], [15] [22], ekstensometria optyczna [16] czy pomiar emisji akustycznej, która towarzyszy [8] nukleacji i propagacji pasm poślizgu przeprowadzone zostały badania efektu PLC dla różny ch materiałów. Ekspery menty, przeprowadzane zarówno na kryształach jak i rozmaitych stopach, są zwykle ukierunkowane na weryfikację modelu fenomenologicznego opisującego zjawisko oraz na potwierdzenie przyjętej klasyfikacji. Dostarczają informacji o takich parametrach jak typ niestabilności (A, B, C), szerokość pasma poślizgu, odkształcenie w paśmie, prędkość propagacji pasma, lokalna prędkość i lokalna wartość odkształcenia, wielkość i charakter uskoku naprężenia, temperatura na powierzchni próbki. Na podstawie pomiarów można wnioskować o zależnościach czasowo-przestrzennych między obserwowanymi efektami. W [23] przeprowadzano też pomiary energii aktywacji przy powstawaniu uskoku naprężenia i na tej podstawie zaproponowano możliwość rozróżnienia różnych typów omawianej niestateczności. Eksperymenty są przeprowadzane dla różnorakich warunków: szerokich zakresów prędkości rozciągania, szerokich zakresów temperatur, sterow ane siłowo lub odksztalceniow o itp.

Sformułowania równań konstytutywnych opisujących obserwowane zjawisko nieciągłego płynięcia plasty cznego można znaleźć w pracach [1], [2], [5], [19], W większości są one tworzone fenomenologicznie na podstawie obserwacji eksperymentalnych i hipotez co do mechanizmu zjawiska. Praca [4] zawiera próby ustalenia kryteriów niestateczności w zależności od typu (termiczna, geometryczna, dyslokacyjna). W [5] pokazany jest prosty opis matematyczny bazujący na sprężysto-lepkim modelu materiału, uwzględniającym łączną podatność próbki i maszyny wytrzymałościowej oraz łączącego wartość prędkości odkształcenia z gęstością i prędkością dyslokacji. Daje to efekt dopasowania" wyników obliczeniowych do eksperymentu. W

[19]    zastosowano uproszczony model sprężysto - lepko plastyczny, zawierający w uproszczonej formie ujemną czułość na prędkość odkształcenia (negative SRS). Opis różnych podejść do zbudowania modelu

2