Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 5. № 1-2. 2018 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 121 УДК 548.4 МИГРАЦИЯ В МОДЕЛИ НЕСОРАЗМЕРНОЙ МЕЖЗЕРЕННОЙ ГРАНИЦЫ В.Г. КУЛЬКОВ, доктор физ.-мат. наук, профессор (НИУ «МЭИ», г. Волжский) Кульков В.Г. – 404101, г. Волжский, просп. Ленина, 69 Национальный исследовательский университет «МЭИ», e-mail: vikulkov@yandex.ru В работе обсуждается применимость модели межзеренной границы несоразмерного типа к релаксационным процессам межзеренного проскальзывания и миграции границы. Приводятся выражения для скорости миграции при различных величинах эффективного напряжения. Зависимость скорости миграции границы от величины напряжения имеет вид степенной функции. Показатель степени изменяется от 2 до 1. Показывается, что многие процессы зернограничной деформации являются прерывистыми. Ключевые слова: несоразмерная граница, кинетическое уравнение, миграция межзеренной границы. Введение Среди большого разнообразия межзеренных границ лишь небольшая часть относится к границам специального типа. В результате взаимного разворота кристаллических решеток соседних зерен на вполне определенные углы в области таких границ образуются упорядоченные атомные структуры. Теория специальных границ хорошо разработана, однако их доля сравнительно невелика и составляет не более 10% [1]. Остальные границы называют обычными, произвольными или несоразмерными [2]. Модель несоразмерных межзеренных границ позволила рассмотреть не только статическую их атомную структуру, но и различного рода ее перестройки в релаксационных процессах. Геометрическое положение каждого приграничного атома одного зерна по отношению к соседям другого определяется так называемым параметром несоответствия или дистанцией [3]. В общем случае это векторная величина. Если в специальных границах распределение параметра несоответствия по приведенной ячейке имело δ-образный вид, то для несоразмерных границ характерно его равномерное распределение [4]. Такая модель атомного строения границы позволила разработать теорию межзеренного проскальзывания без использования понятия о зернограничных дислокациях [4–6], описать процессы рассеяния энергии и разработать механизмы зернограничного внутреннего трения [7], описать диффузионные и энергетические их свойства. Хорошие результаты показала эта модель строения границы при описании ее миграции [8–10]. Известно большое количество работ, где такого типа границы наблюдались в эксперименте методами высокоразрешающей микроскопии[11, 12]. Модель миграции границы наклона Рассмотрим границу наклона общего типа с углом поворота зерен, отличным от специального. Приграничные атомы каждого из зерен имеют повышенную энергию в сравнении с атомами, расположенными в зерне. Для характеристики положения атома можно ввести дистанцию ζ, равную расстоянию от данного атома до плоскости границы, вводимой одинаково для каждого зерна по усредненному ее положению в каждой локальной