|
We consider migration of low-angle tilt boundaries in nanocrystalline and ultrafine-grained composites
each consisting of a metallic matrix and nanoscale incoherent inclusions. Within the model, grain boundaries
are considered as the walls of edge dislocations that slip in the metallic matrix but cannot penetrate
nanoinclusions. Using the two-dimensional dislocation dynamics simulations, we revealed two principle modes
of migration of low-angle grain boundaries. In the first mode, migrating grain boundaries are retarded by
nanoinclusions, and grain boundary migration stops. In the second regime, some segments of the migrating
grain boundaries are retarded by inclusions while others proceed to migrate by large distances. The transition
from the first mode to the second one occurs when the resolved shear stress reaches some critical
stress τc. The critical stress increases with increasing the volume fraction of inclusions, while an increase in the distance between the initial position of the migrating grain boundary and the nearest nanoinclusions can either reduce or increase the critical stress.
Keywords: nanocomposites; incoherent inclusions; migration of the grain boundaries |
full paper (pdf, 2048 Kb)
|
Рассмотрена миграция малоугловых границ наклона в нанокристаллических и ультрамелкозернистых композитах, состоящих из металлической матрицы и наноразмерных некогрентных (керамических или металлических) включений.
В рамках модели границы зерен рассматриваются как стенки краевых решеточных дислокаций, которые скользят
в металлической матрице, но не могут проникнуть внутрь нановключений. В результате моделирования методом
двумерной дислокационной динамики выявлено два основных режима миграции малоугловых границ. В первом режиме
мигрирующие границы полностью тормозятся включениями, и их миграция прекращается. Во втором режиме некоторые
сегменты движущихся границ тормозятся включениями, а оставшиеся сегменты продолжают мигрировать на большие
расстояния. Переход от первого ко второму режиму возможен при достижении сдвиговым напряжением критического
значения τc. При этом критическое напряжение увеличивается с ростом объемной доли включений, а увеличение расстояния от исходного положения мигрирующей границы до ближайших включений может как уменьшать, так и увеличивать критическое напряжение.
Ключевые слова: нанокомпозит; некогерентное включение; миграция границ зерен |
full paper (pdf, 2048 Kb)