ALLOY AGING AS A MULTISCALE EFFECT WITHIN THE NANOCOMPOSITE THEORY

Within the theory of finely dispersed nanocomposites, the dependence of the effective Young's modulus on the absolute size of the reinforcing particles is obtained. Two cases of controlling/changing the effective Young's modulus at a constant relative volume fraction of reinforcing particles are considered. The first is the disintegration of reinforcing particles into smaller ones, followed by diffusion throughout the volume of the matrix. In this case, the effective modulus of the nanocomposite increases. The second one is the agglomeration of reinforcing particles into larger ones. In this case, the effective modulus of the nanocomposite decreases. These patterns seem to be universal and independent of heat treatment technology. It can be assumed that the agglomeration or decomposition of the reinforcing particles depends on the choice of a heat treatment technology for a nanocomposite. It is important to emphasize that the selected heat treatment technology is to be such that during the heat treatment no phase transitions occur either in the material of the reinforcing particles or in the matrix material. It is necessary to eliminate the appearance of phase transitions, since the new phase represents a field of defects, in particular, the field of substitutional dislocations. For such processes, the gradient theory of a defect-free medium is no longer valid. It is necessary to build models of defective environments that are more complex. Therefore, this article does not consider the criteria for choosing a heat treatment technology. The question remains open that, along with the gradient generalization of the theory of composites, a nonlinear generalization is possible. Indeed, unlike ceramics, which retain physical linearity almost until destruction, metal composites exhibit plasticity over a large range of deformations. However, generalization to physical nonlinearity, and even more so to plasticity, is complicated by the fact that there is still no generally accepted theory for constructing a stress-strain curve even for homogeneous materials.

СТАРЕНИЕ СПЛАВОВ КАК MULTISCALE-ЭФФЕКТ В РАМКАХ ТЕОРИИ НАНОКОМПОЗИТОВ

В рамках теории мелкодисперсных нанокомпозитов получена зависимость эффективного модуля Юнга от абсолютного размера армирующих частиц. Рассмотрены два случая управления/изменения эффективного модуля Юнга при постоянной относительной объёмной доле армирующих частиц. Первый – распад армирующих частиц на более мелкие с последующей диффузией по объему матрицы. В этом случае эффективный модуль нанокомпозита возрастает. Второй – агломерация армирующих частиц в более крупную. В этом случае эффективный модуль нанокомпозита снижается. Эти закономерности представляются универсальными и не зависящими от технологии термообработки. Предполагается, что управление процессом агломерации или распада армирующих частиц осуществляется путем выбора технологии термообработки нанокомпозита. Технологии термообработки можно разделить на две группы. Первая группа определяет те технологии, которые приводят к агломерации армирующих частиц. Вторая группа определяет те технологии, которые приводят к распаду армирующих частиц. Важно подчеркнуть, что технология термообработки должна быть выбрана такой, чтобы в процессе термообработки не протекали фазовые переходы как в материале армирующих частиц, так и в материале матрицы. Появление фазовых переходов должно быть исключено потому, что новая фаза является полем дефектов. В частности, полем дислокаций замещения. Для таких процессов градиентная теория бездефектной среды уже несправедлива, и необходимо строить более сложные модели дефектных сред. Поэтому критерии выбора технологии термообработки настоящая статья не рассматривает. Остается открытым вопрос о том, что наряду с градиентным обобщением теории композитов возможно нелинейное обобщение. Действительно, в отличие от керамик, сохраняющих физическую линейность практически до разрушения, металлокомпозиты проявляют пластичность на достаточно большом интервале деформаций. Однако обобщение на физически нелинейный случай, а тем более – на пластичность, осложняется тем, что до настоящего времени не существует общепринятой теории построения кривой напряжение- деформация даже для однородных материалов.