Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Изучена подвижность краевой дислокации в твердых растворах Cu-Ni в широком диапазоне температур 100—1100 К и концентраций Ni 0-30% ат. методом молекулярной динамики. Обнаружено два различных режима влияния атомов Ni замещения на движение краевой дислокации. В первом режиме, в котором скорость краевой дислокации намного меньше поперечной скорости звука, атомы Ni проявляют роль барьеров и замедляют дислокацию. В этом режиме зависимость скорости краевой дислокации от концентрации Ni ослабевает с температурой. Во втором режиме, в котором дислокация движется со скоростью, близкой к поперечной скорости звука, атомы Ni, наоборот, ускоряют ее движение. Последний результат является следствием более высокой поперечной анизотропной скорости звука вдоль направления [110] в сплавах Cu – Ni с ростом концентрации Ni. Получены зависимости расстояния между частичными дислокациями, представляющими ядро краевой дислокации, от температуры и концентрации Ni. Показано, что ширина дислокации увеличивается с температурой и уменьшается с концентрацией Ni. Последний результат может использоваться для прогнозирования механизмов деформационного упрочнения в сплавах Cu-Ni.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Изучена релаксация сдвиговых напряжений в меди и твердом растворе медь-никель с краевыми дислокациями с помощью методов молекулярной динамики и дискретных дислокаций. В обоих методах рассматривались краевые дислокации на параллельных плоскостях скольжения. Зависимость скорости краевой дислокаций от сдвигового напряжения, полученная ранее автором методом молекулярной динамики для сплавов медь-никель (Bryukhanov I.A. Int. J. Plast. 135, 102834), использовался в качестве входного параметра в методе дискретных дислокаций. Получены зависимости сдвигового напряжения, пластической деформации и скорости пластической деформации от времени. Показано, что когда дислокации достаточно удалены друг от друга, то релаксация осуществляется за счет движения дислокаций, причем скорость движения дислокаций может превышать анизотропную скорость звука. Если же дислокации образуют скопления, то релаксация происходит за счет роста дефектов упаковки, и сверхзвуковые дислокацию наблюдается при более высоких напряжениях. Установлено, что сдвиговое напряжение, при котором меняется механизм релаксации напряжений, снижается с ростом плотности дислокаций. Релаксация напряжений в твердом растворе медь-никель происходит быстрее, чем в чистой меди. Однако, с ростом плотности дислокаций ускорение релаксации напряжения за счет атомов никеля происходит при более высоких напряжениях. Получены зависимости времени релаксации от плотности дислокаций. Рассчитанные зависимости аппроксимированы с степенными функциями с хорошей точностью. Показано, что для невзаимодействующих дислокаций время релаксации обратно пропорционально плотности дислокаций. Для взаимодействующих дислокаций показатель степени в данной зависимости увеличивается становится равным -0.8. Проведено молекулярно-динамическое моделирование ударно-волнового нагружения монокристаллов меди с существующей дислокационной подсистемой методом молекулярной динамики. Начальная дислокационная подсистема создавалась методом вырезания вакансионных дислокационных ромбов с последующей релаксацией. Рассматривались скорости удара в диапазоне от 50 до 900 м/c. Установлено, что сдвиговое напряжения за ударной волной релаксирует за счет движения и размножения дислокационных сегментов за ударной волной. При этом скорость релаксации увеличивается с увеличением скорости поршня. Показано, что в монокристаллах [111] пластическая деформация осуществляется за счет движение сегментов полных дислокаций. В монокристаллах [110] и [100] движение сегментов полных дислокаций наблюдается при умеренных скоростях удара до 300 м/c включительно, однако с увеличением скорости удара рост дефектов упаковки становится доминирующим механизмом пластической деформации. Обнаружено, что за фронтом волны сегменты дислокаций с положительной ориентацией движется в направлении ударной волны, в то время как отрицательно ориентированные сегменты движутся в противоположном направлении. Обнаружен рост плотности дислокаций в области, в которой генерируются отрицательные напряжения при взаимодействии волн разрежения. Рассчитаны временные зависимости плотности дислокаций и напряжения вдоль оси распространения ударной волны. Увеличение плотности дислокаций за ударной волной аппроксимировано степенной зависимостью от ударного напряжения с показателем степени два. Зависимости плотности дислокаций в области растягивающих напряжений в образце также аппроксимируются степенным законом, показатель степени которого уменьшается с увеличением начальной плотности дислокаций в образце. Затухание упругого предвестника анализируется для различных скоростей удара и начальной плотности дислокаций. Показатель затухания увеличивается с увеличением скорости удара и начальной плотности дислокаций в образце. Для монокристаллов ориентации [111] с начальной плотностью дислокаций 3.6•10^16 м^-2 показатель степени увеличивается с 0.15 при ударе со скоростью 50 м/c до 0.7 при 900 м/c. Откольное разрушение наблюдается в образцах с различной плотностью дислокаций при скоростях удара выше или равных 500 м/c, соответствующим растягивающим напряжениям около 10 ГПа что согласуется с предыдущими данными моделирования.