vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2021-66-3-270-279vestift-678Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYДеформированное и напряженное состояния материалов при прокатке трехслойных пакетов, дислокационная структура внутреннего слоя – никелевая фольгаDeformed and stressed states of materials at the rolling of three layer stacks, dislocation structure of inner layer – nickel foilГурскийЛ. И.HurskiL. I.

Гурский Леонид Ильич – член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

ул. П. Бровки, 6, 220013, Минск

Leonid I. Hurski – Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sc. (Engineering), Professor, Principal Researcher, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics

6, P. Brovka Str., 220013, Minsk

lhur@bsuir.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics202108102021663270279Copyright © Гурский Л.И., 20212021Гурский Л.И.Hurski L.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/678

Рассматриваются деформированное и напряженное состояния при прокатке трехслойного пакета из различных металлов, внутренний слой – никелевая фольга. Описывается методика определения плотности дислокаций. Приводятся результаты влияния условий деформирования на распределение и плотность дислокаций при прокатке никелевой фольги в различных пакетах, в том числе фиксирование или установление дислокационной структуры никелевой фольги до деформации и при различных степенях деформации. Показано, что решающее влияние на развитие дислокационной структуры и свойств оказывает механическая схема деформации внутреннего слоя пакета, а именно деформация никелевой фольги неравномерным сжатием со сдвигом. Установлено, что плотность дислокаций определяется не только степенью деформации, но и схемой деформированного и напряженного состояния вещества, причем для случая сдвиговой деформации с увеличением степени деформации плотность дислокаций увеличивается более интенсивно, чем при деформации растяжением или сжатием без сдвига. При этом в результате деформации сдвигом происходит значительное измельчение структуры материалов: с увеличением степени пластической деформации в веществе формируется трехмерный ячеистый каркас, границы ячеек которого состоят из сплетений дислокаций. По мере возрастания степени деформации плотность дислокаций в границах ячеек увеличивается, а размеры областей внутри ячеек уменьшаются; между тем области внутри ячеек дислокационного каркаса всегда оказываются свободными от дислокаций. Полученные результаты позволяют рекомендовать схемы с деформацией сдвигом для новых перспективных процессов получения материалов с уникальными свойствами.

The deformed and stressed states during rolling of a three-layer stack from various materials with a nickel foil inner layer are considered. The technique of determining the density of dislocations is described. The data about the influence of deformation conditions on the distribution and density of dislocations during rolling of nickel foil in various stacks are presented, including the registration or determination of the dislocation structure of nickel foil before deformation and at various degrees of deformation. It is shown that the mechanical scheme of deformation of the inner layer of the stack, namely, the deformation of the nickel foil by non-uniform compression with shear, has a decisive influence on the development of the dislocation structure and properties. It is established that the dislocation density is determined not only by the degree of deformation, but also by a scheme of the deformed and stressed state of matter, and for the case of shear deformation with increasing degree of deformation the dislocation density increases more rapidly than in the case of tensile strain or compression without shear; the result of shear deformation is a significant refinement of the structure of materials: with increasing degree of plastic deformation of the material a three-dimensional cellular network of dislocation is formed, wherein the borders of cells are formed by tangles of dislocations. With increasing degree of deformation, the density of dislocations at the cell boundaries increases, and the size of the cells decreases; in this case, the areas inside the cells of the dislocation network are always free of dislocations. The obtained results allow recommending the schemes with shear deformation for new promising processes of production of materials with unique properties.

прокаткатрехслойный пакетстепень деформациисдвигнапряженное состояниедеформированное состояниеплотность дислокацийrollingthree-layer stackdegree of deformationshearstressed statestrained statedislocation densityАвтор выражает благодарность А. Л. Гурскому за полезные дискуссии и подготовку материала к печати.The author expresses his gratitude to A. L. Gursky for useful discussions and preparation of the material for publication.ReferencesХилл, Р. Математическая теория пластичности / Р. Хилл. – М.: Гостехиздат, 1956. – 408 с.Hill R. The Mathematical Theory of Plasticity. Oxford, Oxford University Press, 1998. 366 p.Качанов, Л. М. Основы теории пластичности/ Л. М. Качанов. – М.: Гостехиздат, 1956. – 407 с.Kachanov L. M. Basics of Theory of Plasticity. Moscow, Gostechisdat Publ., 1956. 407 p. (in Russian).Ван-Бюрен, Х. Г. Дефекты в кристаллах / Х. Г. Ван-Бюрен. – М.: Иностр. лит., 1962. – 610 c.Van-Bueren H. G. Imperfection in Crystals. Amsterdam, North-Holland Publishing Company, 1960. 610 p.Урусов, В. С. Геохимия твердого тела / В. С. Урусов, В. Л. Таусон, В. В. Акимов. – М.: ГЕОС, 1997. – 304 с.Urusov V. S., Tauson V. L., Akimov V. V. Geochemistry of Solid State. Moscow, GEOS Publ., 1997. 304 p. (in Russian).Козлова, О. Г. Рост и морфология кристаллов / О. Г. Козлова. – М.: Моск. ун-т, 1972. – 304 с.Kozlova O. G. Crystal Growth and Morphology. Moscow, Moscow University Publ., 1972. 304 p. (in Russian).Северденко, В. П. Структура в объеме и на поверхности прокатанных материалов / В. П. Северденко, Л. И. Гурский. – Минск: Наука и техника, 1972. – 308 с.Severdenko V. P., Hurski L. I. Structure in the Bulk and on the Surface of Rolled Materials. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1972. 308 p. (in Russian).Новиков, И. И. Кристаллография и дефекты кристаллической решетки / И. И. Новиков, К. М. Розин. – М.: Металлургия, 1990. – 336 с.Novikov I. I., Rosin K. M. Crystallography and Defects in the Crystal Lattice. Moscow, Metallurgiya Publ., 1990. 336 p. (in Russian).Хирт, Дж. Теория дислокаций / Дж. Хирт, И. Лоте. – М.: Атомиздат, 1972. – 600 с.Hirth J. P., Lothe J. Theory of Dislocations. 2nd ed. Malabar, Krieger Publ. Co., 1982. 862 p.Фридель, Ж. Дислокации / Ж. Фридель. – М.: Мир, 1967. – 643 с.Friedel J. Dislocations. Oxford, Pergamon Press, 1964. 512 p. https://doi.org/10.1016/C2013-0-02250-5Финкель, В. М. Физика разрушения / В. М. Финкель. – М.: Металлургия, 1970. – 376 с.Finkel’ V. M. Physics of Destruction. Moscow, Metallurgiya Publ., 1970. 376 p. (in Russian).Владимиров, В. И. Физическая природа разрушения металлов / В. И. Владимиров. – М.: Металлургия, 1984. – 280 с.Vladimirov V. I. Physical Nature of Destruction of Materials. Moscow, Metallurgiya Publ., 1984. 280 p. (in Russian).Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учеб. пособие для студентов вузов / А. В. Шишкин [и др.]. – М.: Омега Л, 2006. – 752 с.Shishkin A. V., Cherednichenko V. S., Cherepanov A. N., Marusin V. V. Material Science. Technology of Engineering Materials. Moscow, Omega L Publ., 2006. 752 p. (in Russian).Северденко, В. П. Структура тонких металлических пленок / В. П. Северденко, Э. И. Точицкий. – Минск: Наука и техника, 1968. – 180 с.Severdenko V. P., Tochitskii E. I. Structure of Thin Metal Films. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1968. 180 p. (in Russian).Северденко, В. П. Прокатка с малыми обжатиями / В. П. Северденко, Л. И. Гурский. – Минск: Наука и техника, 1968. – 188 с.Severdenko V. P., Hurski L. I. Rolling with Small Compressions. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1968. 188 p. (in Russian).Распределение плотности дислокаций при пластической деформации металлов / В. П. Северденко [и др.] // Металловедение и термическая обработка: сб. – Минск: Наука и техника, 1965. – С. 49–57.Severdenko V. P., Hurski L. I., Tochitskii E. I., Chaplanov A. M. Distribution of dislocation density at plastic deformation of metals. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka: sb. [Metallurgy and Heat Treatment: collection of articles]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1965, pp. 49–57 (in Russian).Штремель, М. А. Возможности электронномикроскопического измерения плотности дислокаций / М. А. Штремель, Б. Г. Беляков // Физика металлов и металловедение. – 1968. – Т. 25, № 1. – С. 140–151.Shtremel M. A., Belyakov B. G. Possibilities of electron-microscopical measurement of dislocation density. Fizika metallov i metallovedenie = Physics of Metals and Metallography, 1968, vol. 25, no. 1, pp. 140–151 (in Russian).Изменение дислокационной структуры никеля в процессе пластической деформации / В. П. Северденко [и др.] // Пластичность и обработка металлов давлением: сб. – Минск: Наука и техника, 1968. – С. 5–12.Severdenko V. P., Hurski L. I., Tochitskii E. I., Chaplanov A. M. Modification of the dislocation structure of nickel in the process of plastic deformation. Plastichnost’ i obrabotka metallov davleniem: sb. [Plasticity and Processing of Metals by Pressure: collection of articles]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1968, pp. 5–12 (in Russian).Гурский, Л. И. Энергетическое состояние дислокаций / Л. И. Гурский // Пластическая деформация и обработка металлов давлением: сб. – Минск: Наука и техника, 1969. – С. 284–288.Hurski L. I. Energy state of dislocations. Plasticheskaya deformatsiya i obrabotka metallov davleniem: sb. [Plastic Deformation and Processing of Metals by Pressure: collection of articles]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1969, pp. 284–288 (in Russian).Гурский, Л. И. Процессы, связанные с изменением энергии тела, имеющего дислокации / Л. И. Гурский // Пластическая деформация и обработка металлов давлением: сб. – Минск: Наука и техника, 1969. – С. 289–296.Hurski L. I. Processes associated with changing the energy of a body having dislocations. Plasticheskaya deformatsiya i obrabotka metallov davleniem: sb. [Plastic Deformation and Processing of Metals by Pressure: collection of articles]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1969, pp. 289–296 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.