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The mechanics of repeated discontinuous yielding of metals

1967; Elsevier BV; Volume: 2; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1016/0025-5416(67)90061-4

1873-4928

S. R. Bodner,

Metallurgy and Material Forming

An explanation is proposed for the occurrence of repeated discontinuous yielding of metals. The discussion is based primarily on observations for slightly impure aluminum, but is sufficiently general to apply to most metals. The responsible material property is considered to be time-dependent strengthening that takes place during yielding. The details of the discontinuities, i.e., whether steps or serrations appear on the stress-strain relation, are shown to depend on the mechanics of the test procedure. The dislocation processes involved in repeated discontinuous yielding are described in terms of the equations of dislocation dynamics. The hypothesis of successive breakaway of dislocations from pinning points appears to be unnecessary in explaining this effect. L'auteur propose une explication pour la déformation plastique discontinue répétée (phénomène Portevin-Le Châtelier) dans les métaux. La discussion repose essentiellement sur des observations faites dans le cas d'un aluminium légèrement impur, mais elle est suffisamment générale et peut être appliquée à la plupart des métaux. La propriété du métal qui est considérée comme responsable du phénomène est le durcissement, fonction du temps, qui se produit au cours de la déformation. On peut montrer que les détails du phénomène, c'est-à-dire l'apparition soit de marches, soit de hachures sur les courbes de traction, dépendent du système mécanique d'essai. Les processus de dislocations qui interviennent dans la déformation plastique discontinue répétée sont décrits à l'aide des équations de la dynamique des dislocations. L'hypothèse d'un arrachement des dislocations de points d'ancrage successifs ne semble pas nécessaire pour expliquer le phénomène. Es wird eine Erklärung für das Auftreten wiederholten diskontinuierlichen Fließens von Metallen gegeben. Die Diskussion beschäftigt sich in erster Linie mit Beobachtungen an schwach verunreinigtem Aluminium, ist aber hinreichend allgemein, um auch für die meisten anderen Metalle zu gelten. Als kritische Materialeigenschaft wird die zeitabhängige Verfestigung während des Fließens angesehen. Einzelheiten der Diskontinuitäten, d.h. ob die Verfestigungskurve stufen- oder sägeartig verläuft, hängen von der Mechanik des Versuchsablaufs ab. Die ablaufenden Versetzungsprozesse werden durch die Gleichungen der Versetzungsdynamik beschrieben. Die Hypothese eines sukzessiven Losreißens der Versetzungen von Verankerungspunkten scheint zur Erklärung dieses Effektes nicht erforderlich zu sein.