Здравствуйте, sereggg!
Обработка и механическое поведение "упрочненного частицами двойного масштаба" [i](Прим. Не могу найти термина)[/i] медного композита.

На 80-летие со дня рождения профессора Экарда Мачерауча.

Дисперсное упрочнение оксидами (ОDS) и "упрочнение частицами двойного масштаба" (DSPS) медных композитов успешно осуществляется в металлургической обработкe порошками, использующей Al2O3-частицы среднего диаметра 17 нм как дисперсоиды [b](прим. Dispersoid — Дисперсоид. Тонкие отдельные частицы относительно нерастворимых компонентов, находящиеся в микроструктуре некоторых металлических сплавов)[/b] и, в случае DSPS-материалов 15% вольфрамовые волокна длиной приблизительно 3 мм. Их механическое поведение исследовано при нормальных и повышенных температурах. ОDS-материалы показали механические свойства, сопоставимые с промышленными GlodCop-сплавами. Добавление вольфрамовых волокон в случае DSPS-материалов повышает прочность на температурную текучесть на 12% по сравнению с ОDS-материалами. Этот результат рационализирован методом конечных елементов с учетом ориентации волокон, пластической деформации волокон и роли покрытия.
Ключевые слова: металлы, дисперсионное упрочнение, армирование, механическое поведение, деформации ползучести.

1. Вступление.

Медь - интересный для промышленного применения материал из-за прекрасных тепло- и электропроводности, хорошей сопротивляемости коррозии и ковкости. Так как чистая медь является мягким материалом, доступен широкий спектр высокопрочных промышленных сплавов, в которых используются твердые растворы и дисперсионное затверденение. Однако, эти механизмы неблагоприятно влияют на проводимость и не предоставляют существенного упрочнения при высоких температурах [1], что необходимо в таких разработках, как ракетные двигатели или будущие термоядерные реакторы. По этой причине существует значительный интерес в дисперсно упрочненной оксидами (ОDS) [2-6] и армированной меди [7]. Общим в обоих случаях (подходах) является то, что составляющие "частиц второй фазы" [i](Прим. Не могу найти термина)[/i] практически не растворяются в матрице материала, так что проводимость медной матрицы может быть поддержана. Размеры частиц, однако, совершенно различны. Частицы нано-размеров, используемые в первом случае, препятствуют движению дислокаций по механизму типа Орована [8, 9]. В отличие от этого, основной механизм упрочнения волокнами (армирование) осуществляется путем передачи нагрузки [10, 11] и их размеры как правило измеряются микрометрами-миллиметрами.
Недавно на основании теоретических исследований [12-15] было предложено, что комбинация малых дисперсоидных частиц с большими армирующими волокнами должна привести к заманчивому частичному увеличению температурных свойств. Основное предположение может быть лучше оценено, исходя из рис. 1, где стационарный (установившийся) рост ползучести частично свободной матрицы схематически сравнен с ее дисперсионно и армированно упрочненными аналогами. В то время, как дисперсионно укрепленные материалы характеризируются чрезвычайно высокой чувствительностью к ползучести при малых напряжениях, армированные материалы улучшают стойкость к ползучести для любых напряжений при практически неизменном наклоне кривой ползучести. Предположение касательно DSPS-материалов, содержащих маленькие дисперсоиды в комбинации с большими волокнами такое: высокая чувствительность к ползучести поддерживается за счет взаимодействия между дислокациями и дисперсоидами. Однако, сдвиг кривой ползучести в направлении высоких напряжений ожидаем (смотрите пунктирную линию на рис. 1), так как эффективное касательное напряжение, действующее в плоскостях проскальзывания, уменьшается за счет переноса нагрузки из более мягкой матрицы на более прочные волокна, что приводит к превосходным эксплуатационным качествам касательно ползучести при любых напряжениях.
DSPS-медь, содержащая Al2O3 дисперсоиды и вольфрамовые армирующие волокна исследуется в этой статье по двум причинам. Во-первых, это интересная для моделлирования система, позволяющая проводить экспериментальные вычисления в рамках изложенной выше концепции. Во-вторых, существует значительный практический интерес в том, как тепло- и электропроводность могут сочетаться с высокотемпературной прочностью. После короткого вступления в систему материалов...