ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Критерий механического двойникования из "Обратимая пластичность кристаллов" Критерий механического двойникования. При макроскопическом описании трансляционного скольжения кристаллов в качестве критерия начала процесса щироко используется оправдавший себя на практике зжон критических скальшающих напряжений предел текучести независимо от вида напряженного состояния наблюдается тогда, когда касательные напряжения, действующие на плоскости скольжения в направлении скольжения, достигают некоторого критического значения. Относительно применимости закона критических скалывающих напряжений к описанию механического двойникования имеются противоречивые данные [1]. Поэтому в [39] предложен другой критерий механического двойникования. [c.133] Поскольку с учетом разброса экспериментальные значения Ь для разных /г сравнительно близки, то следует ожидать сохранения вшишны т. Действительно, результаты расчета , согласно (4.53), для эксперимшталь-ных значений Д К, I, приведенные в [39], свидетельствуют о сохранении т(Ь) в кальците для мом та остановки фиксируемых двойников (рис. 4.31). [c.136] Заметим, что значение г( ) = 10 /х оказывается на порядок Меньше максимальных двойникующих напряжений и максимальных средневзвешенных напряжений. Полученное значение г имеет тот же порядок величины, что и макроскопические напряжения, при которых в однородном внешнем поле начинается пластическая деформация кальцита двОйНикованием (порядка 10 ц [38, 150]). Это позволяет сделать вывод, что значение средневзвешенных двойникующих напряжений г, в результате приложения которых появляется двойник, может рассматриваться как достаточно надежный макроскопический критерий Механического двойникования. [c.136] Используя значение сохраняющейся в эксперименте упругой энергии W, можно оценить упругое смещение поверхности как 5-10 см. Такой же порядок величины имеет и размер ступеньки от двойника 5 на поверхности. Если воспользоваться оценкой [84] для работы образования двойникаР6, можно предположить, что постоянство энергии W в экспериментах по локальному нагружению свидетельствует о постоянстве работы образования скачкообразно возникающего двойника. Сохранение г и W можно рассматривать как отражение постоянства работы формоизменения материала при двойниковании удельной работы в случае сохранения т, поскольку = onst (едв двойниковый сдвиг), и суммарной работы в случае сохранения W. [c.138] Переходя к сопоставлению критериев механического двойникования и разрушения при локальном нагружении, заметим, что критерий образования конических трещин Герца, исследуемых уже более ста лет, соответствует постоянству не R, а отношения PjR (закон Ауэрбаха [260]). Как показано в [260], закон Ауэрбаха эквивалентен постоянству отношения упругой энергии системы U к площади пятна контакта Ulvd = onst, тогда как в случае двойника сохраняется не удельная , а полная упругая энергия системы. [c.138] Рост конической трещины Герца происходит в условиях геометрического подобия. В случае зарождения двойника геометрическое подобие не имеет места. В частности, приповерхностный спой должен быть пройден с помощью эффектов, не охватываемых решением задачи Герца. Геометрическое подобие здесь соблюдается лишь для длинных (Lja 1) двойников. В случае же образования конических трещин Герца макроскопические напряжения, инициирующие этот процесс, отличны от нуля на поверхности, что и нашло отражение в соответствующих расчетах [261]. [c.139] Теперь для определения напряжений начала двойникования в каком-либо конкретном материале можно предложить следующую процедуру. Если известна поверхностная энергия двойниковой границы ад , то с учетом напряженного состояния образца, согласно соотношениям (4,53) и (4.55), можно определить двойникующие нагрузки. Если энергия ад не известна, то для ее определения удобно использовать локальное нагружение по схеме, предложенной в [39]. Нетрудно заметить, что предлагаемая процедура во многом аналогична определению вязкости разрушения и разрушающих нагрузок в случае прогнозирования начала процесса разрушения (см., например, [262]). В реальном кристалле в определяемую величину помимо поверхностной энергии будут давать вклад и другие факторы. Поэтому целесообразно ввести представление об эффективной поверхностной энергии 7f. По аналогии с рассмотрением процессов разрушения ее можно назвать вязкостью двойникования. [c.139] Действительно, если в кальците, где скольжение при комнатной температуре практически отсутствует, предложенная методика измерения дает значение 0,035 Дж/м , то в случае циркония получаем Дж/м . [c.139] Это значение существенно превышает значеше 1,4 Дж/м — энергию границы жидкий металл — вакуум ддя циркония [263], так что в отличие от кальцита в пластичном цирконии полученное значение дв, конечно, не может рассматриваться как поверхностная энергия двойниковой границы, а является, скорее всего,именно характеристикой работы по пластическому деформированию скольжением прилегающей к двойнику зоны. [c.139] Подводя итог результатам гл. 4, можно сделать вывод, что на уровне отдельного двойника достигнуто полное количественное описание процесса двойникования. Столь детальное описание обратимой пластичности в случае упругого двойникования оказывается полезным при анализе других реализаций обратимой пластичности кристаллов, например в материалах с термоупругим мартенситным превращением и в сегнетоэластиках. [c.139] Вернуться к основной статье