迈向超塑性理论

本工作致力于研究变形材料中超塑性(SP)的一般原理。研究表明，非线性波塑性变形是所有塑性变形现象的基本过程，它对所有这些现象都有独立的贡献，使得能够从同一视角描述它们，并提供了一种追踪缺陷物理学与塑性力学之间关系的途径。需要指出的是，宏观与介观缺陷——即宏观与介观弹性位移矢量场中的不连续性——其根本性不亚于微观缺陷——位错与向错，正是后者形成了局域化宏观变形过程。本研究分析了该过程的一般机制。推导出了超塑性状态的本构方程，该方程将应变速率、其旋转模式、局部不可逆应力、温度以及热质传递密度联系起来。分析了特殊情况及其导出的关系式。研究表明，超塑性由与成分和结构涨落并存的塑性平衡所决定。得到了超塑性流动速度的表达式，包含三项：由涨落增强的波塑性宏观过程速度、由外部源（扩散等）梯度规定的速度，以及延迟的晶内滑移速度。应当指出，转变是超塑性流动的一个特征性且必要的特征。在没有转变的情况下，变形通过蠕变发生。讨论了变形区域的分裂和晶界滑动(GBS)及其机制和特征。推导了晶界滑动条件下的应变速率公式，并分析了其依赖晶粒尺寸、外加应力和温度的非单调性原因。