Масштабные уровни деформации в поверхностных слоях нагруженных твердых тел и тонких пленках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор физико-математических наук Панин, Алексей Викторович

• Панин, Алексей Викторович
• доктор физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Панин, Алексей Викторович

Введение

Глава 1. Методика эксперимента

1.1. Материалы исследований

1.2. Методы исследований

1.2.1. Статические испытания

1.2.2. Методика наноиндентирования

1.2.3. Исследование содержания водорода

1.2.4. Исследование внутренней структуры

1.2.5. Исследование морфологии поверхности

1.2.6. Определение фрактальной размерности

1.2.6.1. Метод покрытия

1.2.6.2. Вычисление показателя Херста

1.2.6.3. Метод триангуляции

1.2.6.4. Особенности применения фрактального анализа в сканирующей туннельной / атомно-силовой микроскопии

1.3. Выводы по главе

Глава 2. Нанокристаллические тонкие пленки

2.1. Обоснование "шахматной" структуры напряжений и деформаций на границе раздела "пленка - подложка"

2.1.1. Пленки

2.1.1.1. Морфология поверхности пленок

2.1.1.2. Структура и фазовый состав пленок

2.1.1.3. Механические свойства пленок

2.1.2. Пленки См

2.1.2.1. Морфология поверхности пленок Си

2.1.2.2. Структура и фазовый состав пленок Си

2.1.2.3. Механические свойства пленок Си

2.1.3. Пленки Ag

2.1.3.1. Морфология поверхности тонких пленок Ag

2.1.3.2. Структура и фазовый состав пленок Ag

2.1.3.3. Механические свойства пленок Ag

2.1.4. Пленки Pd

2.1.5. Пленки Аи

2.1.6. Обсуждение экспериментальных данных

2.1.7. Выводы 95 2.2. Распространение волн локализованной пластической деформации в тонких нанокристаллических пленках в условиях "шахматного" распределения напряженно - деформированного состояния на границе раздела "пленка - подложка"

2.2.1. Механическое поведение полипропиленовой подложки при одноосном растяжении

2.2.2. Пластическая деформация пленок 77 при одноосном растяжении

2.2.3. Характер деформации пленок Си при одноосном растяжении

2.2.4. Динамическая теория нелинейных волн неупругой деформации как теоретическая основа нелинейных волн локализованной пластической деформации в виде двойных спиралей

2.2.5. Связь солитонов локализованного пластического течения в наноструктурных тонких пленках с "шахматным" распределением напряженно - деформированного состояния на границе раздела "пленка - подложка"

2.2.6. Выводы

Глава 3. Титан ВТ 1-0 в различных структурных состояниях

3.1. Особенности локализации деформации и механического поведения титана ВТ1-0 в различном структурном состоянии

3.1.1. Микроструктурные исследования

3.1.2. Особенности развития деформационного рельефа в процессе активного нагружения

3.1.2.1. Рекристаллизованный титан

3.1.2.2. Титан в состоянии поставки

3.1.2.3. Титан с субмикрокристаллическим поверхностным слоем

3.1.2.4. Субмикрокристаллический титан

3.1.3. Механические свойства ]

3.1.4. Обсуждение результатов

3.1.5. Выводы

3.2. Влияние термического отжига на характер локализации пластического течения нагруженных образцов

3.2.1. Титан, подвергнутый ультразвуковой обработке

3.2.1.1. Микроструктурные исследования

3.2.1.2. Особенности развития поверхностного деформационного рельефа

3.2.2. Титан, подвергнутый равноканальному угловому прессованию

3.2.2.1. Микроструктурные исследования

3.2.2.2. Особенности развития поверхностного деформационного рельефа

3.2.3. Исследование механических характеристик

3.2.4. Обсуждение результатов

3.2.5. Выводы

3.3. Влияние водородной обработки на механическое поведение технического титана, находящегося в различном структурном состоянии ]

3.3.1. Исследование структуры и элементного состава

3.3.2. Исследование механических характеристик

3.3.3. Особенности развития поверхностного деформационного рельефа при растяжении

3.3.4. Особенности развития поверхностного деформационного рельефа при знакопеременном изгибе

3.3.5. Обсуждение результатов 185 3.3.5. Выводы

Глава 4. Армко - железо и сплавы на его основе

4,1. Армко - железо

4.1.1. Характер пластической деформации и разрушения субмикрокристаллических образцов

4.1.1.1. Результаты микроструктурных исследований

4.1.1.2. Механизм распространения мезо- и макрополос локализованной деформации

4.1.1.3. Исследование механических характеристик субмикрокристаллического армко - железа

4.1.2. Влияние термического отжига на макролокализацию пластической деформации нагруженных образцов

4.1.2.1. Результаты микроструктурных исследований

4.1.2.2. Характер макролокализации деформации

4.1.2.3. Исследование механических свойств

4.1.3. Механическое поведение образцов армко - железа, подвергнутых ультразвуковой обработке

4.1.3.1. Результаты микроструктурных исследований

4.1.3.2. Особенности локализации пластического течения поверхностных слоев

4.1.3.3. Исследование механических характеристик

4.1.4. Обсуждение экспериментальных данных

4.1.5. Выводы

4.2. Малоуглеродистая сталь Ст

4.2.1. Результаты микроструктурных исследований

4.2.2. Особенности локализации пластического течения субмикрокристаллических поверхностных слоев

4.2.3. Исследование механических характеристик

4.2.4. Обсуждение

4.2.5. Выводы 261 4.3. Малоактивируемая сталь 16Х12В2ФТаР

4.3.1. Результаты металлографических исследований

4.3.2. Дюрометрические испытания

4.3.3. Испытания на трехточечный изгиб

4.3.3.1. Исследование пластической деформации на боковой поверхности нагруженных образцов

4.3.3.2. Исследование механических характеристик

4.3.4. Испытания на одноосное статическое растяжение

4.3.4.1. Исследование плоской поверхности нагруженного образца

4.3.4.2. Исследование механических характеристик

4.3.5. Обсуждение результатов

4.3.6. Выводы 272 Заключение 273 Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Масштабные уровни деформации в поверхностных слоях нагруженных твердых тел и тонких пленках»

Актуальность темы

Более 20 лет назад была сформулирована концепция структурных уровней деформации твердых тел [1], которая стала рассматриваться как новая парадигма на стыке физики и механики деформируемого твердого тела. Структурные уровни деформации относятся к мезомасштабным уровням. Методология их иерархического самосогласования качественно отличается от одноуровневого подхода механики сплошной среды и теории дислокаций. Новый подход дал возможность вскрыть общие закономерности поведения деформируемых твердых тел как иерархических систем, позволил использовать синергетические принципы при объяснении явлений самосогласования пластического течения на различных структурных уровнях. Это привело к необходимости построения многоуровневой механики деформируемого твердого тела, которая получила название "физической мезомеханики" [2].

Согласно принципам физической мезомеханики, пластическое формоизменение нагруженного твердого тела осуществляется путем локальных структурных превращений, зарождающихся в зонах концентраторов внутренних напряжений и распространяющихся в полях их градиентов. Для поддержания квазиоднородного пластического течения вплоть до разрушения необходимо непрерывно создавать в объеме образца концентраторы напряжений различного масштаба. Центральную роль в создании таких распределенных концентраторов напряжений в нагруженном образце играют поверхностные слои и внутренние границы раздела. Они являются сугубо нелинейными системами, и их поведение требует новых подходов в традиционной теории дислокаций, в основе которой лежит трансляционная инвариантность равновесной кристаллической решетки.

К наиболее ранним систематическим исследованиям роли поверхности в процессе пластической деформации твердых тел относятся работы А.Ф. Иоффе

3], A.B. Степанова [4] и др. (20-30 гг.). Было показано, что удаление поверхностных слоев NaCl в процессе растяжения позволяет существенно повысить прочность и пластичность ионных кристаллов. Несколько позже на основании рентгеновских исследований H.H. Давиденков (1944) подтвердил гипотезу о том, что поверхностные зерна поликристаллических материалов пластически деформируются раньше, чем внутренние объемы материалов [5]. Исследование процессов растяжения образцов углеродистой стали позволили Л.А. Гликману (1949) также утверждать, что поверхностный слой является ослабленным из-за отсутствия атомов кристаллической решетки со стороны свободной поверхности [6]. В силу этого поверхностный слой должен иметь более низкий предел текучести и под действием пластической деформации упрочняться в большей степени по сравнению с объемом материала. В результате на стадии макроупругой деформации поверхностный слой из ослабленного превращается в более прочный.

Крамер (1964) выдвинул положение о том, что поверхностный слой с повышенной плотностью дислокаций является барьером, задерживающим выход на поверхность дислокаций, генерированных внутренними источниками [7]. Глубина такого приповерхностного слоя по данным различных авторов варьируется в пределах от среднего размера зерна [8] до 60.100 мкм [9]. Несмотря на малую толщину, приповерхностный слой оказывает существенное влияние на физико-механические свойства кристалла: в частности, на упругую стадию деформирования, предел пропорциональности и предел текучести, на общий характер кривой "напряжение - деформация" и различные стадии деформационного упрочнения (коэффициент деформационного упрочнения и длительность отдельных стадий), на процессы хрупкого и усталостного разрушения, ползучести, рекристаллизации и др. [10-13].

Тем не менее, в настоящее время не существует единого мнения, касающегося закономерностей пластического течения поверхностных слоев и их влияния на ход кривой "напряжение - деформация". В работах В.П. Алехина [10] убедительно продемонстрировано, что часть исследователей считают, что поверхностный слой упрочняется в большей мере, чем объем материала, в то время как другие придерживаются противоположной точки зрения. Наконец, третьи убеждены, что поверхностный слой упрочняется в равной степени с остальным объемом материала.

Согласно синергетическим принципам физической мезомеханики [1417], первичные упругопластические сдвиги в нагруженном твердом теле зарождаются на свободной поверхности и распространяются в поверхностном слое в направлении максимальных касательных напряжений. Любой сдвиг осуществляется по схеме: первичный (базовый) концентратор напряжений -релаксационный сдвиг со стесненным поворотом, формирующим локальную зону изгиба кручения как вторичный концентратор напряжений - последующий релаксационный сдвиг и т.д. Релаксационные сдвиги в поверхностном слое реализуются потоками деформационных дефектов, которые распространяются в виде спектра волн различной длины (от субмикронного до миллиметрового диапазонов).

Сопряжение более деформированного поверхностного слоя с основным объемом материала приводит к гофрированию поверхностного слоя [15]. В складках поверхностного слоя локализуется сильно выраженная кривизна кристаллической решетки, обусловливающая возникновение концентраторов напряжений различного масштаба. Поэтому поверхностный слой в деформируемом твердом теле подобен "насосу", который непрерывно закачивает деформационные дефекты в объем материала. Это также должно влиять на стадийность кривой "напряжение - деформация", общий уровень пластичности и прочности материала. С позиций физической мезомеханики роль поверхностного слоя в пластичности и прочности материала должна рассматриваться на основе многоуровневого подхода в рамках схемы самосогласованного поведения "поверхностный слой - подложка (основной объем материала)".

Появление сканирующей туннельной микроскопии позволило систематически изучить зарождение и динамику распространения потоков дефектов в поверхностных слоях деформируемых твердых тел [18-23]. Впервые подобные исследования были проведены в работах [19-22]. Авторы [19-22] обнаружили появление стационарных и нестационарных дефектов нанометровых размеров на поверхности металлов Аи, Си, Мо, Рс1, деформируемых под постоянной нагрузкой. Однако в силу легкого зарождения дислокаций и их ухода в объем материала, в поверхностных слоях указанных металлов не удается сформировать протяженные потоки дефектов.

В работе [18] была выдвинута идея, что удобным объектом для обнаружения потоков дефектов в поверхностных слоях деформируемого твердого тела является дуралюмин. Наличие тонкой окисной пленки на поверхности дуралюмина увеличивает число структурных конфигураций в его поверхностном слое. Это, во-первых, способствует развитию в поверхностном слое потоков дефектов недислокационной природы (например, по механизму Бейна). Во-вторых, окисная пленка усиливает несовместность деформаций поверхностного слоя и основного объема материала. В результате поток поверхностных деформационных дефектов при своем распространении должен создавать зоны изгиба-кручения, генерирующие дислокации на поверхности нагруженных образцов. Действительно, при растяжении образцов дуралюмина авторы [18] наблюдали концентрические фронты дефектов, состоящие из цепочек ямок, обусловленных зарождением дислокаций и их уходом в объем материала. Расстояние между цепочками ямок составляет -10 нм. Проведенные оценки показали, что толщина "эффективного" поверхностного слоя, в котором распространяется поток дефектов, не превышает 100 нм.

Учитывая, что на дислокационном (микромасштабном) уровне механизм влияния поверхностного слоя на макромеханические характеристики материала достаточно хорошо изучен [10-13], в представленной работе большое внимание уделено изучению данной проблемы на мезо- и макромасштабных уровнях. Автономный характер пластического течения поверхностного слоя в рамках концепции деформируемого твердого тела как многоуровневой системы наиболее наглядно проявляется в наноструктурных материалах. Создание и высокодефектной дислокационной субструктуры блокирует дислокационную деформацию на микромасштабном уровне, так как необходимые для этого микроконцентраторы напряжений эффективно релаксируют в сдвигонеустойчивой прослойке дефектной фазы. Использование в последние годы приборов нового поколения, обладающих высокой разрешающей способностью и возможностью сканирования протяженных областей исследования, вскрыло новые механизмы локализованного пластического течения в поверхностных слоях деформируемого твердого тела [18,23-32 и др.]. Среди них особое место занимает механизм распространения в наноструктурированных поверхностных слоях нагруженных образцов нелинейных волн в виде двойных спиралей [23-28]. Он качественно отличается от известных в литературе нелинейных волн локализованного пластического течения, описываемых на основе традиционных представлений синергетики: движение бегущего импульса в возбудимой диссипативной среде, волны переключения, фазовые волны, волны заселения [33].

В работе [28] была выдвинута концепция, что нелинейные волны локализованного пластического течения в наноструктурированных поверхностных слоях деформируемого твердого тела в виде двойных спиралей могут быть удовлетворительно описаны в рамках полевой теории неупругой деформации [34,35]. Данная теория не учитывает диссипативные процессы при распространении потоков деформационных дефектов и строго применима только на стадии неупругой деформации. Естественно, что полевая теория [34,35] может описывать только специфические процессы локализованного пластического течения в деформируемом твердом теле, поскольку пластическая деформация кристалла есть диссипативный процесс по своей природе. Неравновесный наноструктурный поверхностный слой как раз является такой средой, в которой могут распространяться нелинейные волны локализованного пластического течения в виде двойных спиралей в соответствии с полевой теорией [34,35].

Представляет интерес сравнить три различных случая наноструктурных материалов: напыленные тонкие пленки, а также объемные материалы, имеющие неравновесную нанокристаллическую структуру в тонком поверхностном слое или во всем объеме. Сопоставление результатов, получаемых при нагружении данных систем, позволит однозначно выявить автономный характер деформации поверхностных слоев.

Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию характера пластической деформации и разрушения металлических пленок при различных видах нагружения (термоциклирование [36-38], испытания на усталость [39,40], наноиндентирование [41-43], одноосное растяжение [44-46], пропускание электрического тока высокой плотности [47-49] и др.), до сих пор нет адекватного описания их поведения как многоуровневой системы. Это обусловлено сильной неравновесностью тонких пленок, наличием внутренних границ раздела и сложностью мезомеханики самосогласования в системе "пленка - подложка" вследствие различия их механических характеристик.

Исследованию механического поведения объемных наноструктурных материалов также посвящено большое число работ [50-136]. В настоящей работе материалом исследований выбрали титан, армко - железо и сплавы на его основе, имеющие различный тип кристаллической решетки. В качестве метода создания нано- и субмикрокристаллического состояния в объеме материала использовали равноканальное угловое прессование, позволяющее, в зависимости от режима, легко создавать любой тип дислокационных субструктур. В отличие от прессования, ультразвуковая ударная обработка обеспечивает значительное изменение дислокационной структуры только тонкого приповерхностного слоя [137-155]. Согласно [155], пластическое деформирование под действием ультразвукового инструмента осуществляется в основном скольжением по параллельным плоскостям. Однако сильно развитое поперечное скольжение и высокая подвижность дислокаций приводят к образованию равноосных областей высокой плотности дислокаций, создающих впечатление множественного скольжения.

К настоящему времени структура, свойства и механическое поведение субмикрокристаллического армко-железа и технического титана подробно изучены [52-56,63,74-78,86-91,114-119]. Было показано, что наряду с малым размером зерен значительный вклад в увеличение прочностных свойств вносит дефектная структура границ зерен, которая связана с высокими упругими напряжениями, повышенной плотностью зернограничных дислокаций и значительными искажениями кристаллической решетки в приграничных областях. В то же время сильнонеравновесные нано- и субмикрокристаллические материалы обладают чрезвычайно низкой пластичностью: пластическая деформация локализуется практически с самого начала нагружения и развивается без деформационного упрочнения. Тем не менее, механизм локализации пластического течения изучен крайне недостаточно [54,103,107,156].

Для выявления корреляции между нано- и субмикрокристаллической структурой и характером локализации пластической деформации на различных масштабных уровнях можно использовать термический отжиг при постепенно повышающихся температурах. Несмотря на то, что к настоящему времени опубликовано большое количество работ, посвященных проблемам термической стабильности наноструктурных материалов [27,50,121-136], исследования в основном посвящены эволюции структуры и ее влияния на механические свойства. В то же время остается не выясненным воздействие термического отжига на характер распространения полос локализованной пластической деформации.

Для выявления автономного характера деформации поверхностных слоев, а также для подтверждения определяющей роли поверхности в процессах пластической деформации и разрушения твердых тел имеет смысл модифицировать тонкий приповерхностный слой технического титана, находящегося в различных структурных состояниях, путем водородной обработки. Проблема водородной обработки титана и его сплавов в последние годы по-прежнему остается актуальной [157-173]. Растворенный в металлах водород может приводить к существенному изменению механических и физико-химических свойств конструкционных материалов и оказывать на них как отрицательное, так и благоприятное (с точки зрения эксплуатационных характеристик) воздействие. В одних случаях водород вызывает охрупчивание [173-175], в других - увеличение пластичности металлов [160,164,174,176-178].

Было сформулировано новое научное направление - водородная технология титановых сплавов [167,170-172,179], которая включает в себя водородное пластифицирование, термоводородную обработку, компактоводородные процессы. Водородное пластифицирование используется в производстве полуфабрикатов из труднодеформируемых высокожаропрочных титановых сплавов. Термоводородная обработка, основанная на обратимом легировании водородом, позволяет увеличить прокаливаемость титановых сплавов, переводить термически неупрочняемые псевдо «-сплавы в класс термически упрочняемых (cc+fi)-сплавов, легко преобразовывать грубые пластинчатые структуры в мелкозернистые глобулярные. Обусловленные водородом эффекты позволяют получать пресс-изделия (прутки, уголки, трубы и т.д.) из титановой стружки без ее переплавления. Эта технология включает в себя получение брикетов холодным компактированием, наводороживание, горячее прессование, термоводородную обработку и отжиг в вакууме [169].

Свойства наводороженных образцов определяются концентрацией водорода в металле, а, следовательно, и условиями обработки, исходным состоянием металла (состоянием поверхностного слоя, формой и размером зерна, количеством дефектной фазы, уровнем внутренних напряжений и т.д.) [162,174]. В работе [180] было показано, что создание субмикрокристаллического состояния в тонком поверхностном слое или во все объеме технического титана ВТ1-0 путем ультразвуковой обработки или равноканального углового прессования позволяет в широких пределах изменять его прочность и пластичность. Представляет интерес изучить влияние структурного состояния титана на его способность к поглощению водорода и изменение механических свойств под действием наводороживания.

В заключении необходимо отметить, что настоящая работа является одной из первых, посвященных изучению мезомеханики поверхностных слоев материалов, имеющих наноструктуру во всем объеме или только в поверхностных слоях, а также в напыленных тонких пленках, в полях внешних воздействий. Актуальность представляемой работы дополнительно усиливается востребованностью подобных исследований для многочисленных приложений: наноструктурирование как новый перспективный метод упрочнени, управление макромеханическими характеристиками материалов через изменение состояния их поверхностных слоев, деградация тонких пленок и многослойных материалов для электроники внешних полях и др.

Цель работы

Исследовать масштабные уровни деформации в поверхностных слоях нагруженных твердых тел и напыленных тонких пленках. В рамках многоуровневой модели деформируемого твердого тела изучить механизмы влияния поверхностного слоя на развитие деформации в объеме материала. Основное внимание уделить изучению материалов в наноструктурном состоянии (во всем объеме или только в поверхностных слоях) и напыленных тонких пленок, в которых пластическая деформация преимущественно развивается на мезо- и макромасштабных уровнях.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи. исследовать характер пластической деформации и разрушения простейшей двухуровневой системы "наноструктурные тонкие пленки на подложках" при различных видах нагружения, вскрыть роль границы раздела "пленка -подложка";

- изучить основные закономерности распространения полос локализованной пластической деформации на мезо- и макромасштабном уровнях в образцах технического титана ВТ1-0, армко - железа, малоуглеродистой стали Ст 3 и малоактивируемой стали 16Х12В2ФТаР, имеющих наносубмикро-) кристаллическую структуру в тонком поверхностном слое или во всем объеме материала; установить взаимосвязь локализации деформации в поверхностном слое на мезо- и макромасштабном уровнях со стадийностью кривых "напряжение -деформация"; путем последовательного термического отжига при постепенно повышающихся температурах выявить корреляцию между нано- и субмикрокристаллической структурой и характером локализации пластической деформации на различных масштабных уровнях; за счет наводороживания тонкого поверхностного слоя продемонстрировать влияние состояния поверхности на характер пластической деформации и механические свойства образцов титана ВТ 1-0, находящегося в различных структурных состояниях; в рамках многоуровневого подхода построить физическую модель, описывающую развитие пластической деформации в поверхностных слоях нагруженных твердых тел в условиях несовместности деформации поверхностного слоя и основного объема материала.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Поверхностный слой любого твердого тела является важной функциональной подсистемой, отклик которой на внешние воздействия различной природы (механические, тепловые и т.д.) существенно отличен от поведения основного объема материала. При механическом нагружении твердого тела как многоуровневой системы поверхностный слой является ведущим мезоскопическим структурным уровнем пластической деформации, существенно влияющим на развитие пластического течения в объеме материала.

2. Механическое поведение наноструктурных материалов особенно сильно зависит от состояния их поверхностных слоев. Это связано с интенсивным развитием механизмов деформации мезо- и макромасштабных уровней: самосогласованные некристаллографические мезо- и макрополосы, ориентированные по сопряженным направлениям максимальных касательных напряжений, двойные спирали мезополос. Соотношение вкладов сдвигов различных масштабных уровней определяет механическое поведение наноструктурных материалов.

3. На интерфейсе "неравновесный высокодефектный поверхностный слой -основной объем материала" или "напыленная тонкая пленка - подложка" возникает "шахматный" характер распределения напряженно-деформированного состояния. Он определяет специфические механизмы деформации поверхностного слоя наноструктурных материалов на мезо- и макромасштабных уровнях.

4. Обнаружен новый механизм деформации на мезомасштабном уровне в наноструктурированных поверхностных слоях твердых тел и тонких пленках - развитие локализованного пластического течения в виде двойных спиралей. В его основе лежит мезомеханика многоуровневого взаимодействия в подсистеме "неравновесный высокодефектный поверхностный слой - его интерфейс с подложкой", имеющий "шахматную" структуру распределения напряженно - деформированного состояния.

5. Возникающая перед разрушением материала макролокализация пластического течения развивается как самостоятельная стадия. Ведущим механизмом деформации на этой стадии является формирование и самосогласованное развитие двух макрополос локализованной деформации, ориентированных вдоль направлений максимальных касательных напряжений по схеме креста или диполя. Нарушение этого самосогласования вызывает распространение трещины как поворотной моды деформации и разрушение материала.

6. Введение в процессе электролитического наводороживания малой концентрации водорода в поверхностный слой технического титана ВТ 1-0 обусловливает его пластифицирование при одновременном повышении его пределов текучести и прочности. Формирование интерфейса "тонкий наводороженный поверхностный слой - основной объем материала" вызывает интенсивное развитие мезополос локализованной деформации в виде двойных спиралей, что задерживает развитие макролокализации деформации в образце и его разрушение. Растрескивание в процессе растяжения тонкого наводороженного слоя сопровождается снижением макромеханических характеристик образца и его пластичности.

7. Полосовая фрагментированная структура является эффективным барьером для развития сдвиговой деформации на микро-, мезо- и макромасштабных уровнях. В конструкционных материалах наноструктурированный поверхностный слой в сочетании с полосовой структурой в тонком поверхностном подслое позволяет одновременно увеличить их прочность и пластичность.

Научная новизна

Развито новое научное направление в описании деформируемого твердого тела как многоуровневой системы, в которой поверхностные слои являются самостоятельным мезоскопическим структурным уровнем деформации. В них развиваются нелинейные волновые процессы пластического течения, существенно влияющие на характер деформации и разрушения всего объема материала. На этой основе разработан принципиально новый метод упрочнения материалов путем создания в них наноструктурных поверхностных слоев с барьерным подслоем. Он обеспечивает повышение прочности материала с одновременным увеличением его пластичности.

Научная и практическая значимость:

Показано, что высокая прочность и низкая пластичность наноструктурных материалов обусловлены подавлением в них кристаллографических сдвигов на микроуровне и интенсивным развитием мезо- и макрополос локализованной пластической деформации. Последующий термический отжиг уменьшает локализацию деформации на мезо- и макромасштабных уровнях, обусловливая более однородное вовлечение в одновременное пластическое течение большего объема материала. Это увеличивает как прочность, так и пластичность материала.

Установлено, что полосовая фрагментированная наноструктура во всем объеме материала или только в его поверхностных слоях способствует развитию макрополос локализованной пластической деформации, самосогласованных по схеме диполя, креста или продольной зигзагообразной волны полного внутреннего отражения. С инженерной точки зрения макролокализация пластического течения всегда очень опасна.

На основе многоуровнего подхода разработан принципиально новый метод упрочнения конструкционных материалов путем создания в них наноструктурных поверхностных слоев с барьерным подслоем. Он позволяет повышать прочность материала с одновременным увеличением его пластичности.

Показано, что шероховатость поверхностей тонких пленок демонстрирует скейлинговое поведение, что позволяет описывать их как самоаффинные фракталы. Разработан метод аттестации шероховатости поверхностей тонких пленок, основанный на вычислении фрактальной размерности изображений, получаемых с помощью сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих международных конференциях:

Third International Conference for Mesomechanics "MESOMECHANICS 2000"" (Xi'an, China), "Korea-Russia International Symposium on Science and Technology (Ulsan, Repablic of Korea, 2000, 2003, Томск, 2001, 2004); EUROMECH COLLOQUIUM 418 "FRACTURE ASPECTS IN MANUFACTURING" (Москва, 2000), International Workshop "Mesomachanics: Foundations and Applications" (Томск 2001, 2003), XVII Межреспубликанская конференция Численные методы решения задач теории упругости и пластичности (Новосибирск 2001), Международный междисциплинарный симпозиум "Фракталы и прикладная синергетика" (Москва 2001), Международный симпозиум "Тонкие пленки в оптике и электронике" (Харьков, Украина, 2002, 2003), International Conference "Nanomaterials by Severe Plastic Deformation - NANOSPD2" (Vieena, Austria, 2002), 4th International Conference on New Challenges in Mesomechanics "MESOMECHANICS 2002" (Aalborg, Denmark), "7th АРАМ topical seminar "Multilayered Structures and Coatings"" (Guangzhou, China, 2002), Международная научно-техническая конференция "Тонкие пленки и слоистые структуры - 2002" (Москва), "The International Symposium "Chemical Vapor Deposition XVI and EUROCVD 14"" (Paris, France, 2003); VI Всероссийской (международной) конференции "ФИЗИКОХИМИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ (НАНО-) СИСТЕМ" (Томск 2003), X АРАМ topical seminar and III Conference "Materials of Siberia" "Nanoscience and Technology" (Новосибирск, 2003), "International Workshop "Mesomachanics: Foundations and Applications'2003"" (Tokyo, Japan), Международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" (Томск, 2003), Второй международный семинар "Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами. IHISM-04" (Саров, 2004), "The Sixth International Conference for Mesomechanics "MULTISCALING IN APPLIED SCIENCE AND EMERGING TECHNOLOGY" (Греция, 2004), "Международная конференция по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов" (Томск, 2004), 1Г АРАМ seminar "The Progresses in Functional Materials" (Ningbo, China, 2004), Научно-практическая конференция материаловедческих обществ России "Создание материалов с заданными свойствами: методология и моделирование" (Звенигород, 2004), 1 Ith International conference on fracture (Turin, Italy, 2005), II Всероссийская научная конференция "Материалы ядерной техники" (Туапсе, 2005).

Публикации:

Основное содержание диссертации изложено в 47 работах, опубликованных в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах, а также трудах международных конференций. Перечень публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 311 страниц, включая 186 рисунков, 7 таблиц, библиографический список содержит 303 наименования.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Панин, Алексей Викторович

4.3.6. Выводы

1. Для повышения прочностных характеристик образцов с одновременным увеличением их пластичности необходимо реализовать развитие деформации в неравновесных высокодефектных поверхностных слоях на мезомасштабном уровне путем локализованного пластического течения в виде двойных спиралей переплетающихся мезополос. При этом требуется сохранить в объеме материала дислокационные механизмы деформации микромасштабного уровня. В высокопрочных материалах в условиях исходной низкой подвижности дислокаций воздействием на тонкий поверхностный слой можно существенно повысить только предел текучести и прочность материала, однако его пластичность при этом, как правило, снижается.

2. Варьируя исходное состояние стали 16Х12В2ФТаР и режимы термомеханической обработки можно получить материалы с необходимым уровнем механических свойств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе подробно изучено развитие пластического течения на мезо- и макромасштабных уровнях в поверхностных слоях титана, армко - железа, малоуглеродистой и высоколегированной сталей, а также в сильно неравновесных тонких пленках, напыленных на кремниевую или полипропиленовую подложки. Структурное состояние поверхностного слоя изменяли ультразвуковой обработкой, последующими отжигами, а также наводороживанием (в случае титана).

Использование просвечивающей и растровой электронной микроскопии, сканирующей туннельной и атомно - силовой микроскопии, оптико-телевизионного измерительного комплекса ТОМ8С высокого разрешения в сочетании с многоуровневым подходом физической мезомеханики позволили сделать следующие выводы:

1. Поверхностные слои в нагруженном твердом теле являются важным мезоскопическим структурным уровнем пластической деформации, который оказывает существенное влияние на развитие деформации в объеме материала. В основе этого влияния лежит необходимость совместности деформации на границе раздела "поверхностный слой -основной объем материала". Корректное описание данного эффекта может быть проведено только на основе многоуровневой модели деформируемого твердого тела.

2. Для тонкого "девственного" поверхностного слоя его опережающее (по сравнению с объемом материала) пластическое течение вызывает формирование поверхностной складчатой структуры. В зонах сильно выраженной локальной кривизны в складках зарождаются дислокации, уходящие вглубь материала. В данных условиях поверхностный слой является эффективным генератором дислокаций и ускоряет возникновение макролокализации деформации, завершающейся разрушением образца.

3. Если подавить генерацию дислокаций в поверхностном слое, то предел текучести и сопротивление деформации возрастают. При сохранении в объеме материала дислокационных механизмов деформации микромасштабного уровня повышение прочности материала счет подавления генерации дислокаций в поверхностном слое может сопровождаться возрастанием его пластичности. В высокопрочных материалах в условиях низкой подвижности дислокаций воздействием на тонкий поверхностный слой можно существенно повысить предел текучести и прочность материала, но его пластичность при этом снижается.

4. Деформация в неравновесных высокодефектных поверхностных слоях при растяжении образцов развивается на мезомасштабном уровне путем локализованного пластического течения в виде двойных спиралей переплетающихся мезополос. Деформация внутри мезополос осуществляется сдвигом относительно друг друга экструдируемых вовне ламелей. Такой механизм пластического течения поверхностного слоя задерживает накопление в нем дислокаций, замедляет рост его толщины и прочностных характеристик. В условиях двухуровневого сопряжения с подложкой это предотвращает развитие макролокализации деформации и снижение пластичности. В результате одновременно увеличиваются как прочность, так и пластичность материала.

5. Новый механизм деформации мезомасштабного уровня в виде распространения двойных спиралей мезополос локализованного пластического течения обнаружен и при растяжении неравновесных металлических пленок, напыленных на полипропиленовую подложку. Это подтверждает заключение о том, что в основе нового механизма деформации лежит эффект сопряжения двух сред на границе раздела "тонкая пленка (поверхностный слой) - подложка", и для его описания необходимо построение многоуровневой модели деформируемого твердого тела.

6. Распространение одномерной задачи Г.П. Черепанова [232] о пространственной осцилляции нормальных и касательных напряжений на границе раздела двух сред с различными коэффициентами термического расширения на двумерный случай приводит к заключению о "шахматном" распределении напряженно - деформируемого состояния на интерфейсе "тонкая пленка - подложка". Это подтверждается клеточной структурой металлических пленок, возникающей при диффузионном перераспределении материала неравновесных пленок на кремниевой подложке при повышенных температурах. Теоретические расчеты [248] распределения напряжений и деформаций на границе раздела двух нагруженных сред с различными модулями упругости также привели к заключению о "шахматном" распределении на их интерфейсе напряженно-деформированного состояния.

7. На основе концепции о "шахматном" распределении нормальных и касательных напряжений на границе раздела "поверхностный слой (напыленная пленка) - подложка" и теории [34,35] о нелинейных волнах локализованного пластического течения предложен механизм деформации на мезомасштабном уровне в виде распространения двойных спиралей мезополос экструдированного материала.

8. На стадии предразрушения в упрочненном поверхностном слое деформируемого образца образуется макрогофр в виде стоячей волны, длина которой соизмерима с длиной образца. В месте максимальной амплитуды гофра появляется макроконцентратор напряжений, который формирует шейку, обусловливающую глобальную потерю сдвиговой устойчивости нагруженного образца. Возникающая перед разрушением материала макролокализация пластического течения развивается как самостоятельная стадия. Ведущим механизмом деформации на этой стадии является формирование и самосогласованное развитие двух макрополос локализованной деформации, ориентированных по схеме креста или диполя. Нарушение этого самосогласования обуславливает развитие трещины как поворотной моды деформации и разрушение материала. С инженерной точки зрения макролокализация пластического течения всегда очень опасна.

9. Полосовая фрагментированная субструктура является эффективным барьером для развития сдвиговой деформации на микро- и мезомасштабном уровнях. Данный эффект позволяет рекомендовать полосовую фрагментированную структуру как барьерный подслой при поверхностном модифицировании материалов.

10. На основе многоуровнего подхода разработан принципиально новый метод упрочнения материалов путем создания в них наноструктурных поверхностных слоев с барьерным подслоем. Он обеспечивает увеличение прочности материала с одновременным увеличением его пластичности. Разработанный метод применен для упрочнения малоактивируемой стали 16Х12В2ФТаР, что позволяет существенно повысить ее эксплуатационные характеристики.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Панин, Алексей Викторович, 2006 год

1. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Панин В.Е., ГриняевЮ.В., Данилов В.И. и др. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1999.-255 с.

2. Панин В.Е. Основы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1. - № 1. - С. 5-22.

3. Иоффе А.Ф. Физика кристаллов. М.; Л.: ОГИЗ, 1929. - 250 с.

4. Степанов А.В., Милькоманович Е.А. Влияние растворения на искусственное сдвигообразование // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1951. - Т. 21. -№ 3. - С. 409-412.

5. Давиденков Н.Н. Изучение пластической деформации посредством рентгеноанализа // Журнал экспериментальной и теоретической физики.- 1944.-Т. 14.-№9.-С. 506-514.

6. Гликман Л.А., Санфирова Т.П., Степанов В.А. О возникновении остаточных напряжений первого рода при растяжении. II (К вопросу о наличии ослабленного поверхностного слоя) // Журнал технической физики. 1949. - Т. 19. - № 3. - С. 327-330.

7. Kramer I.R., Feng С. The effect of the surface removal on the yield point phenomena of metals // Trans, of AIME. 1965. - V. 223. - P. 1467-1473.

8. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. // Физика и химия обработки материалов.- 1970. -№ 1.-С. 79-85.

9. Kramer I.R. Surface layer effects on the mechanical behaviour of metals // Advanced Mech. and Phys. Surface. 1986. - V. 3. - P. 109-260.

10. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. - 320 с.

11. Иванова B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов. М.: Наука, 1992. - 160 с.

12. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. М.: Наука, 2003. - 248 с.

13. Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов. -М.: Интермет Инжиниринг, 2002. 288 с.

14. Панин В.Е. Поверхностные слои нагруженных твердых тел как мезоскопический структурный уровень деформации // Физическая мезомеханика. 2001. - Т. 4. - №3. - С. 5-22.

15. Панин В.Е. Синергетические принципы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 2000. - Т. 3. - № 6. - С. 5-36.

16. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: В 2 т. / В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, П.В. Макаров и др. -Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. Т. 1, 298 с. - Т. 2, 320 с.

17. Панин В.Е. Поверхностные слои как синергетический активатор пластического течения нагруженного твердого тела // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. - № 7. - С. 62-68.

18. Веттегрень В.И., Рахимов С.Ш., Светлов В.Н. Исследование динамики субмикродефектов на поверхности нагруженного молибдена при помощи туннельного профилометра // Физика твердого тела. 1996. -№ 4.-С. 1142-1148.

19. Веттегрень В.И., Рахимов С.Ш., Светлов В.Н. Динамика нанодефектов на поверхности нагруженного золота // Физика твердого тела. 1998. -№ 12.-С. 2180-2183.

20. Веттегрень В.И., Рахимов С.Ш., Светлов В.Н. Исследование эволюции рельефа поверхности нагруженных образцов меди при помощи растрового туннельного профилометра // Физика твердого тела. 1995. -№4.-С. 913-921.

21. Веттегрень В.И., Рахимов С.Ш., Светлов В.Н. Исследование эволюции рельефа поверхностей отожженных образцов Си и Pd под нагрузкой // Физика твердого тела. 1997. -№ 9. - С. 1560-1563.

22. Панин А.В., Клименов В.А., Абрамовская H.JL, Сон А.А. Зарождение и развитие потоков дефектов на поверхности деформируемого твердого тела // Физическая мезомеханика. 2000. - Т. 3. - № 1. - С. 83-92.

23. Панин А.В., Панин В.Е., Почивалов Ю.И. и др. Особенности локализации деформации и механическое поведение титана ВТ1-0 в различных структурных состояниях // Физическая мезомеханика. 2002. -Т. 5.-№4.-С. 73-84.

24. Panin A.V., Klimenov V.A., Pochivalov Yu.I. et al. The effect of ultrasonic treatment on mechanical behavior of titanium and steel specimens // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2004. - V. 41. - No. 1-3. - P. 163-172.

25. Панин A.B. Особенности пластической деформации и разрушения технического титана и малоуглеродистой стали, подвергнутых ультразвуковой обработке // Физика металлов и металловедение. 2004. -Т. 98.-Вып. 1.-С. 109-118.

26. Egorushkin V.E., Panin V.E., Panin A.V. Non-linear waves of plastic deformation and criteria of quasi-ductile fracture // Физическая мезомеханика. 2004. - T.7. - Спец. выпуск. Ч. 1. - С. 343-346.

27. Дерюгин Е.Е., Панин В.Е., Шмаудер 3., Стороженко И.В. Эффекты локализации деформации в композитах на основе Al с включениями А1203 // Физическая мезомеханика. 2001. - Т. 4. - № 3. - С. 35-48.

28. Тойоока С., Маджарова В., Жанг К., Супрапеди. Исследование элементарных процессов пластической деформации с помощью динамической спекл-интеферометрии // Физическая мезомеханика. -2001. Т. 4. -№ 3. - С. 23-28.

29. Йошида С. Оптико-интерферометрические исследования деформации и разрушения на основе физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 1999. - Т. 2. - № 4. - С. 5-12.

30. Зуев Л.Б., Данилов В.И. Медленные автоволновые процессы при деформации твердых тел // Физическая мезомеханика. 2003. - Т. 6. -№ 1.-С. 75-94.

31. Лоскутов А.Ю., Михайлов A.C. Введение в синергетику. М.: Наука, 1990.-270 с.

32. Егорушкин В.Е. Динамика пластической деформации. Волны локализованной пластической деформации в твердых телах // Известия вузов. Физика. 1992. - №4. - С. 19-41.

33. Егорушкин В.Е. Динамика пластической деформации. Волны локализованной пластической деформации в твердых телах // Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов. Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1995. - Т. 1. -С. 50-77.

34. Kobrinsky M.J., Thompson C.V. The thickness dependence of the flow stress of capped and uncapped polycrystalline Ag thin films // Applied Physics Letters. 1998. -V. 73. - No. 17. - P. 2429-2431.

35. Baker S.P., Kretschmann A., Arzt E. Thermomechanical behavior of different texture components in Си thin films // Acta Materialia. 2001. - V. 49. -P. 2145-2160.

36. Dehm G., Balk T.J., Edongue H., Arzt E. Small-scale plasticity in thin Си and Al films // Microelectronic Engineering. 2003. - V. 70. - P. 412-424.

37. Schwaiger R., Kraft 0. High cycle fatigue of thin silver films investigated by dynamic microbeam deflection // Scripta Materialia. 1999. - V. 41. - No. 8. -P. 823-829.

38. Schwaiger R., Kraft O. Size effects in the fatigue behavior of thin Ag film // Acta Materialia.-2003.-V. 51.-P. 195-206.

39. Ruud J.A., Jervis T.R., Spaepen F. Nanoindentation of Ag/Ni multilayered thin films // Journal of Applied Physics. 1994. - V. 75. - No. 10. - P. 49694974.

40. Suresh S., Nieh T.-G., Choi B.W. Nanoindentation of copper thin films on silicon substrates // Scripta Materialia. -1999. V.41. - No. 9. - P.951-957.

41. Панин A.B., Шугуров A.P., Оскомов K.B. Исследование механических свойств тонких пленок Ag на кремниевой подложке методом наноиндентирования // Физика твердого тела. 2005. - Т. 47. - Вып. 11. -С. 1973-1977.

42. Н. Huang, F. Spaepen. Tensile testing of free-standing Си, Ag and Al thin films and Ag/Cu multilayers // Acta Materialia. 2000. - V. 48. - P. 32613269.

43. Alaca B.E., Saif M.T.A., Sehitoglu H. On the interface debond at the edge of a thin film on a thick substrate // Acta Materialia. 2002. - V. 50. - P. 11971209.

44. Foecke Т., Kramer D.E. In situ ТЕМ observations of fracture in nanolaminated metallic thin films // International Journal of Fracture. 2003. -V. 119/120.-P. 351-357.

45. Aguilar M, Oliva A.I, Quintana P, Pena J.L. Electromigration in gold thin films//Thin Solid Films. 1998.-V. 317.-No. 1-2.-P. 189-192.

46. Panin A.V., Shugurov A.R., Schreiber J. Fractal analysis of electromigration-induced changes of surface topography in Au conductor lines // Surface Science.-2003.-V. 524.-No. 1-3.-P. 191-198.

47. Panin A.V., Chun H.-G., Shugurov A.R., Panin S.V., Pykhtin N.V. The effect of high-density electric current on thin Ag films // Acta Metall. Sinica (English Letters). 2003. - V. 16. - No. 4. - P. 249-255.

48. Валиев P.3., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. - 272 с.

49. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит. - 2000. - 224 с.

50. Колобов Ю.Р., Кашин О.А., Сагымбаев Е.Е. и др. Структура, механические и электрохимические свойства ультрамелкозернистого титана // Известия вузов. Физика. 2000. - № 1. - С.77-85.

51. Колобов Ю.Р., Кашин О.А., Дударев Е.Ф. и др. Влияние ультразвукового деформирования поверхности на структуру и механические свойства поликристаллического и наноструктурного титана // Известия вузов. Физика. 2000. - № 9. - С.45-50.

52. Дударев Е.Ф., Бакач Г.П., Грабовецкая Г.П. и др. Деформационное поведение и локализация пластической деформации на мезо- и макромасштабных уровнях в субмикрокристаллическом титане // Физическая мезомеханика. 2001. - Т.4. - №1. - С. 97-104.

53. Миронов С.Ю., Салищев Г.А., Мышляев М.М. Эволюция структуры в ходе холодной деформации субмикрокристаллического титана // Физика металлов и металловедение. 2002. - Т.93. - № 4. - С. 75-87.

54. Салищев Г.А., Миронов С.Ю., Мышляев М.М. Особенности механического поведения и эволюции структуры субмикрокристаллического титана в условиях холодной пластическойдеформации // Вопросы материаловедения. 2002. - № 1 (29). - С. 168179.

55. Kumar K.S., Van Swygenhoven Н., Suresh S. Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys // Acta Materialia. 2003. - V. 51. - No. 19.-P. 5743-5774.

56. Furukawa M., Horita Z., Nemoto M., Langdon T. G. Review: Processing of metals by equal-channel angular pressing // Journal of Materials Science. -2001. V. 36. - No. 12. - P. 2835-2843.

57. Youngdahl C.J., Weertman J.R., Hugo R.C., Kung H.H. Deformation behavior in nanocrystalline copper // Scripta Materialia. 2001. - V. 44. -No. 8-9.-P. 1475-1478.

58. Horita Z., Nemoto M., Langdon T.G., Iwahashi Y. The process of grain refinement in equal-channel angular pressing // Acta Materialia. 1998. - V. 46.-No. 9.-P. 3317-3331.

59. Панин B.E., Деревягина JLC., Валиев P,3. Механизм локализованной деформации субмикрокристаллической меди при растяжении // Физическая мезомеханика. 1999. - Т. 2. - № 1-2. - С.89-95.

60. Валиев Р.З., Исламгалиев Р.К. Структура и механическое поведение ультрамелкозернистых материалов и сплавов, подвергнутых интенсивной пластической деформации // Физика металлов и металловедение. 1998. - Т. 85. - № 3. - С. 161 - 177.

61. Маркушев М.В., Мурашкин М.Ю. Механические свойства алюминиевых сплавов после интенсивной пластической деформации угловым прессованием // Физика металлов и металловедение. 2000. - Т. 90. -№5.-С. 92-101.

62. Пышминцев И.Ю. Механические свойства металлов с субмикрокристаллической структурой // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. - № 11. - С. 37-40.

63. Hansen N., Mehl R.F., Medalist A. New discoveries in deformed metals // Metallurgical and materials transactions. 2001. - V. 32 A. - P. 2917-2935.

64. Iwahashi Y., Horita Z., Nemoto M., Langdon T.G. An investigation of microstructural evolution during equal-channel angular pressing // Acta Materialia. 1997. - V. 45. - No. 11. - P. 4733-4741.

65. Kim I., Jeong W.-S., Kim J. et al. Deformation structures of pure 77 produced by equal channel angular pressing // Scripta Materialia. 2001. - V. 45. -No. 5.-P. 575-580.

66. Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation // Progress in Material Science. 2000. - V. 45 (2).-P. 103-184.

67. Третьяк М.В., Тюменцев А.Н. Масштабные уровни фрагментации кристаллической решетки сплава на основе Ni^Al в процессе интенсивной пластической деформации кручением под давлением // Физическая мезомеханика. 2000. - Т. 3. - № 3. - С. 23-29.

68. Weertman J.R. Mechanical behaviour of nanocrystalline metals // Nanostructured materials: Processing, properties and potential applications. -William Andrew Publishing, Norwich, 2002. 346 p.

69. Prangnell P.B., Gholinia A., Markushev M.V. The effect of strain path on the development of deformation structures in severely deformed aluminium alloys processed by ECAE // Acta Materialia. 2000. V. 48. - No. 5. - P. 1115-1130.

70. Hughes D.A., Hansen N. Microstructure and strength of nickel at large strains // Acta Materialia. 2000. - V. 48. - No. 11. - P. 2985-3004.

71. Жеребцов С.В., Галеев P.M., Валиахметов О.Р. и др. Формирование субмикрокристаллической структуры в титановых сплавах интенсивной пластической деформацией // Кузнечно-штамповое производство. Обработка металлов давлением. 1999. - № 7. - С. 17 - 22.

72. Пышминцев И.Ю., Хотинов В.А., Корзников А.В., Исламгалиев Р.К. Структура и свойства железа, подвергнутого интенсивной пластической деформации // Вестник УГТУ-УПИ. Перспективные материалы и технологии. 1998. - № 1. - С. 41 - 45.

73. Изотов В.И., Русаненко В.В., Копылов В.И. и др. Структура и свойства инварного сплава Fe-36%Ni после интенсивной пластической деформации // Физика металлов и металловедение. 1996. - Т. 82. -№ 3. - С. 123-135.

74. Фирстов С.А., Даниленко Н.И., Копылов В.И., Подрезов Ю.Н. Структурные изменения при больших пластических деформациях в железе и их влияние на комплекс механических свойств // Известия вузов. Физика. 2002. - № 3. - С. 41-48.

75. Mishin O.V., Gertsman V.Yu., Valiev R.Z., Gottstein G. Grain boundary distributions and texture in ultrafine-grained copper produced by severe plastic deformation // Scripta Materialia. 1996. - V. 35. - P. 873 - 878.

76. Пышминцев И.Ю., Валиев P.3., Александров И.В. и др. Особенности механического поведения меди с субмикрокристаллической структурой // Физика металлов и металловедение. 2001. - Т. 92. - № 1. - С. 99-106.

77. Malow T.R. and Koch С.С. Mechanical properties in tension of mechanically attrited nanocrystalline iron by the use of the miniaturized disk bend test // Acta materialia. 1998. - V. 46. - No. 18. - P. 6459-6473.

78. Conrad H. and Narayan J. On the grain size softening in nanocrystalline materials // Scripta Materialia. 2000. - V. 42. - P. 1025-1030.

79. Zhang X., Wang H., Scattergood R.O. et al. Studies of deformation mechanisms in ultra-fine-grained and nanostructured Zn II Acta Materialia. -2002.-V. 50.-P. 4823-4830.

80. Носкова Н.И., Корзников A.B., Идрисова C.P. Структура, твердость и особенности разрушения наноструктурных материалов // Физика металлов и металловедение. 2000. - Т. 89. - № 4. - С. 103-110.

81. Valiev R.Z., Kozlov E.V., Ivanov Yu.F. et al. Deformation behavior of ultrafine-grained copper // Acta Materialia. 1994. - V. 42. - No. 7. -P. 2467-2479.

82. Миронов С.Ю., Салищев Г.А. Влияние размера зерна и однородности микроструктуры на равномерность деформации технически чистого титана // Физика металлов и металловедение. 2001. - Т. 92. - № 5. -С. 81-88.

83. Корзников А.В., Сафаров И.М., Лаптенок Д. и др. Структура и твердость компактов окисленного железа с ультрамелким зерном // Металлы. -1993.-№ 4.-С. 131-136.

84. Исламгалиев Р.К., Пышминцев И.Ю., Хотинов В.А. и др. Механическое поведение ультрамелкозернистого армко-железа // Физика металлов и металловедение.- 1998.-Т. 86.-№ 4.-С. 115-123.

85. Иванисенко Ю.В., Корзников А.В., Сафаров И.М., Мышляев М.М., Валиев Р.З. Формирование сверхмелкозернистой структуры в железе и его сплавах при больших пластических деформациях // Металлы. 1995. - № 6. - С. 126-131.

86. Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. и др. Образование и эволюция субмикрокристаллической структуры в чистом железе при сдвиге под давлением // Физика металлов и металловедение. 2003. -Т. 96.-№6.-С. 100-108.

87. Latapie A., Farkas D. Effect of grain size on the elastic properties of nanocrystalline a-iron // Scripta Materialia. 2003. - V. 48. - P. 611-615.

88. Jia D., Ramesh K.T., Ma E. Effects of nanocrystalline and ultrafine grain sizes on constitutive behavior and shear bands in iron // Acta Materialia. -2003.-V. 51.-P. 3495-3509.

89. Тюменцев А.Н., Панин В.Е., Деревягина J1.C., Валиев Р.З. Механизм локализованного сдвига на мезоуровне при растяжении ультрамелкозернистой меди // Физическая мезомеханика. -1999. Т.2. -№6.-С. 115-123.

90. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов / Ю.Р. Колобов, Р.З. Валиев, Г.П. Грабовецкая и др. Новосибирск: Наука, 2001.-232 с.

91. Тюменцев А.Н., Пинжин Ю.П. Микроструктура ультрамелкозернистой меди, полученной интенсивной пластической деформацией кручением под давлением // Металловедение и термическая обработка металлов. -2000.-№7.-С. 337-341.

92. Смирнова Н.А., Левит В.И., Пилюгин В.И. и др. Эволюция структуры ГЦК монокристаллов при больших пластических деформациях // Физика металлов и металловедение. 1986.-Т. 61.-№6.-С. 1170-1177.

93. Nazarov А.А., Romanov А.Е., Valiev R.Z. On the nature of high internal stresses in ultrafine grained materials // Nanostructured Materials. 1994. -V. 4. - No. l.-P. 93-101.

94. Салищев Г.А., Зарипова Р.Г., Закирова A.A. и др. О пластической деформации субмикрокристаллической ферритной стали 13Х25Т // Физика металлов и металловедение. 2000. - Т. 89. - № 3. - С. 100-106.

95. Zhu Y.T., Huang J.Y., Cubicza J. et al. Nanostructures in 77 processed by severe plastic deformation // J. Mater. Res. 2003. - V. 18. - No 8. - P. 1908-1917.

96. Васильева JI.А., Гордиенко А.И., Копылов В.И. и др. Формирование ультрадисперсной структуры ОЦК-железа при интенсивном сдвиговом деформировании // Известия АН Беларусии. Серия физико-технических наук. 1995.-№2.-С. 42-45.

97. Ахмадеев Н.А., Валиев Р.З., Копылов В.И. Мулюков P.P. Формирование субмикрокристаллической структуры меди и никеле с использованием интенсивного сдвигового деформирования // Металлы. 1992. - № 5. -С. 96-101.

98. Шпейзман В.В., Николаев В.И., Смирнов Б.И. и др. Деформация нанокристаллических материалов при низких температурах // Известия Академии Наук. Серия Физическая. 2000. - Т. 63. - № 2. - С.396-399.

99. Тюменцев А.Н., Панин В.Е., Дитенберг И.А. и др. Особенности пластической деформации ультрамелкозернистой меди при разных температурах // Физическая мезомеханика. 2001. - Т. 4. - № 6. - С. 7785.

100. Gleiter Н. Nanostructured materials: basic concept and microstructure // Acta Materialia. 2000. - V. 48. - P. 1-29.

101. Kim H.S., Estrin Y. and Bush M.B. Plastic deformation behaviour of finegrained materials // Acta Materialia. 2000. - V. 48. - P. 493-504.

102. Малышева С.П., Салищев Г. А., Бецофен С .Я. Особенности холодной прокатки, структура и механические свойства листовых полуфабрикатов из технического титана с субмикрокристаллической структурой // Металлы. 2003. - № 5. - С. 26-32.

103. Бакач Г.П., Дударев Е.Ф., Колобов Ю.Р. и др. Локализация пластической деформации на макромасштабном уровне в субмикрокристаллическихметаллах и сплавах // Физическая мезомеханика. 2004. - Т. 7. -Специальный выпуск. Ч. 1.-С. 135-137.

104. Носкова Н.И., Перетурина И.А., Столяров В.В., Елкина O.A. Прочность и структура нанокристаллического 77 // Физика металлов и металловедение. 2004. - Т. 97.-№5.-С. 106-112.

105. Наноструктурные материалы: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Андриевский P.A., Рагуля A.B. М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 192 с.

106. Чувильдеев В.Н., Копылов В.И., Нохрин A.B. и др. Аномальный рост зерен в нано- и микрокристаллических металлах, полученных методами равноканального углового прессования. Часть I. Структурные исследования // Материаловедение. 2003. - № 4. - С. 9-17.

107. Чувильдеев В.Н., Копылов В.И., Нохрин A.B., Макаров И.М. Аномальный рост зерен в нано- и микрокристаллических металлах, полученных методами равноканального углового прессования. Часть II. Модель // Материаловедение. 2003. - № 5. - С. 12-23.

108. К. Nakashima, Z. Horita, М. Nemoto, T.G. Langdon. Influence of channel angle on the development of ultrafme grains in equal-channel angular pressing // Acta materialia. 1998. - V. 46. -No. 5. - P. 1589-1599.

109. Васильева Л.А., Гордиенко А.И., Копылов В.И. и др. Формирование ультрадисперсной структуры ОЦК-железа при интенсивном сдвиговомдеформировании // Известия АН Беларусии. Серия физико-технических наук.- 1995.-№2.-С. 42-45.

110. Valiev R.Z., Ivanisenko Yu.I., Rauch E.F., Buadelet В. Microstructure evolution in armco-iron due to severe plastic deformation // Acta Materialia. -1996. V. 44. - No. 12. - P. 4705-4712.

111. Иванисенко Ю.В., Сиренко A.A., Корзников A.B. Влияние нагрева на структуру и механические свойства субмикрокристаллического армко -железа // Физика металлов и металловедение. 1999. - Т. 87. - № 4. -С. 78 - 83.

112. Миронов С.Ю., Малышева С.П., Салищев Г.А., Мышляев М.М. Влияние размера зерна на механическое поведение титана ВТ 1-00 // Физика металлов и металловедение. 1999. - Т. 87. - № 3. - С. 80-85.

113. Дударев Е.Ф., Грабовецкая Г.П., Колобов Ю.Р. и др. Деформационное поведение и механические свойства ультрамелкозернистого титана, полученного методом равноканального углового прессования // Металлы. 2004. - № 1. - С. 87-95.

114. Shin D.H., Kim J., Choo W.Y. et al. Microstructures and mechanical properties of equal-channel angular pressed low carbon steel // Scripta Materialia. 2000. - V. 42. - No. 7. - P. 695-699.

115. Kumpmann A., Guenter В., Kunze H.-D. Thermal stability of ultrafine-grained metals and alloys // Material Science Engineering. 1993. - V. A168. -P. 165-169.

116. Islamgaliev R.K., Chmelik F., Kuzel R. Thermal structure changes of ultrafine grained copper and nickel // Materials Science Engineering. 1997. -V. A324-236. - P. 335-338.

117. Корзников A.B., Корзникова Г.Ф., Мышляев M.M. и др. Эволюция структуры нанокристаллического Ni при нагреве // Физика металлов и металловедение. 1997.-Т. 84,-№4.-С. 133-139.

118. Иванисенко Ю.В., Сиренко A.A., Корзников A.B. Влияние нагрева на структуру и механические свойства субмикрокристаллического армко -железа // Физика металлов и металловедение. 1999. - Т. 87. - № 4. -С. 78-83.

119. Klemm R., Thiele Е., Holste С. et al. Thermal stability of grain structure and defects in submicrocrystalline and nanocrystalline nickel // Scripta Materialia. 2002. - V. 46. - No. 9. - P. 685-690.

120. Holland L., Thiele E., Holste С. On the influence of temperature and strain rate on the flow stress of ECAP nickel // Nanomaterials by Severe Plastic Deformation / Ed. by Zehetbauer Michael, Valiev Ruslan Z. Weinheim: Wiley - VCH, 2004. - P. 37-43.

121. Шпейзман B.B., Николаев В.И., Смирнов Б.И. и др. Особенности деформации нанокристаллических меди и никеля при низких температурах // Физика твердого тела. 1998. - Т. 40. - № 7. - С. 12641267.

122. Huang Z., Gu L.Y., Weertman J.R. Temperature dependence of hardness of nanocrystalline copper in low-temperature range // Scripta Materialia. 1997. -V.37.-No. 7.-P. 1071-1075.

123. Воронова Л.М., Дегтярев М.В., Чащухина Т.И. Низкотемпературная рекристаллизация субмикрокристаллической структуры армко железа и стали 30Г2Р // Физика металлов и металловедение. - 2004. - Т. 98. -№ 1. - С. 93-102.

124. Дегтярев М.В., Воронова Л.М., Чащухина Т.И. Низкотемпературная рекристаллизация чистого железа, деформированного сдвигом под давлением // Физика металлов и металловедение. 2004. - Т. 97. - № 1. -С. 78-88.

125. Нохрин A.B., Смирнова Е.С., Чувильдеев В.Н., Копылов В.И. Температура начала рекристаллизации в микрокристаллических металлах, полученных методами интенсивного пластического деформирования // Металлы. 2003. -№ 3. - С. 27-37.

126. Чащухина Т.И., Дегтярев М.В., Романова М.Ю., Воронова Л.М. Динамическая рекристаллизация в меди, деформированной сдвигом под давлением // Физика металлов и металловедение. 2004. - Т. 98. - № 6. -С. 98-107.

127. Белоцкий A.B., Виниченко В.Н., Муха И.М. Ультразвуковое упрочнение металлов. К.: Тэхника, 1989. - 168 с.

128. Полоцкий И.Г., Базелюк Г.Я., Ковш C.B. Дефекты и свойства кристаллической решетки. Киев, Изд-во АН УССР, 1966. - С. 156-163.

129. Кулемин A.B. Ультразвук и диффузия в металлах. М.: "Металлургия", 1978.-200 с.

130. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М.: Машиностроение, 1978. -44 с.

131. Коломеец Н. П., Михайлов В. С. Применение ультразвуковой технологии для упрочнения сварных соединений и суперфинишной обработки деталей узлов трения // Судостроение. 2001. - № 4. - С. 3233.

132. Кудрявцев И.В. Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин. М.: УТПВМ, 1966. - 97 с.

133. Папшев Д. Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. -М.: Машиностроение, 1978. 152 с.

134. Хворостухин JI.A. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением. М.: Машиностроение, 1988. - 141 с.

135. Лангенекер В. Электронно-микроскопические исследования образцов, подвергаемых воздействию ультразвука // Приборы для научных исследований.-1966-Т. 37.-№1 С. 109-112.

136. Марков Л.И., Устинов И.Д. Ультразвуковое алмазное выглаживание деталей и режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. - 54 с.

137. Ковш С.В., Котко В.А., Полоцкий И.Г. и др. Действие ультразвука на дислокационную структуру и механические свойства молибдена // Физика металлов и металловедение. 1973. - Т. 35. - Вып. 6. - С. 19992005.

138. Гаврилюк В.Г. Распределение углерода в стали. Киев: Наука, думка, 1987.-208 с.

139. Тяпунина H.A. и др. Особенности пластической деформации под действием ультразвука // Известия вузов. Физика. 1982. - Т. 25. - № 6. -С. 118-128.

140. Клименов В.А., Иванов Ю.Ф., Перевалова О.Б. др. Структура, фазовый состав и механизмы упрочнения аустенитной стали, подвергнутой ультразвуковой обработке бойками // Физика и химия обработки материалов. 2001. - № 1. - С. 90-97.

141. Сизова О.В., Колубаев Е.А. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и свойства перлита // Известия вузов. Физика. 2003. - №2. -С. 27-30.

142. Клименов В.А., Ковалевская Ж.Г., Уваркин П.В. и др. Ультразвуковое модифицирование поверхности и его влияние на свойства покрытий // Физическая Мезомеханика. 2004. - Т. 7 - Специальный выпуск 4.2. -С 157-160.

143. Ивашкин Ю.А., Тяпунина H.A. Генерация точечных дефектов при пластической деформации ультразвуком / Взаимодействие дефектов кристаллической решетки и свойства материала. Тула: Изд. Тул. полит, ин-та, 1982. - С. 35-38.

144. Прокопенко Г.И., Герцрикен Д.С. Массоперенос и подвижность дефектов в металлах при ультразвуковой ударной обработке. -Препринт / Киев, 1990. С. 3-42.

145. Анчев В.А., Скаков Ю.А. Влияние ультразвука на микротвердость и дислокационную структуру меди // Известия вузов. Черная металлургия. 1974.-№ П.-С. 132-139.

146. Дерюгин Е.Е., Панин В.Е. Мезомеханика формирования полосовых структур на мезо- и макромасштабном уровнях // Физическая мезомеханика. 2004. - Т. 7. - Специальный выпуск. Ч. 1. - С. 101-104.

147. Тюрин Ю.И., Чернов И.П., Кренинг М., Баумбах X. Радиационно-стимулированный выход водорода из металлов. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2000. - 264 с.

148. Мурзинова М.А., Салищев Г.А., Афоничев Д.Д. и др. Влияние концентрации водорода на преобразование микроструктуры сплава ВТ1-0 при горячей деформации // Металлы. - 2000. - № 6. - С. 73-79.

149. Колачев Б.А. Водород в металлах и сплавах. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1999. - № 3- С. 3-11.

150. Овчинников A.B., Мамонов С. А., Нестеров П. А. Водородное пластифицирование высокопрочных титановых сплавов в условиях холодной деформации // Водородная обработка материалов. Труды третьей международной конференции "ВОМ". 2001. - Ч. 1. - С. 217.

151. Соколова Т.А, Соколов Б.К., Гервасьева И.В., Анисимова Л.И., Владимиров Л.Р. Влияние водорода на текстуру и механизм деформации при холодной прокатке уЗ-титанового сплава // Физика металлов и металловедение. 1999. - Т. 88. - № 3. - С. 99-105.

152. Баумбах X., Кренинг М., Тюрин Ю.И. и др. Неравновесные системы металл-водород. Титан, нержавеющая сталь. Томск: Изд-во Том. Унта, 2002. - 350 с.

153. Ильин A.A., Коллеров М.Ю., Носов В.К. и др. Влияние термической обработки и легирования водородом на структуру и деформируемость титановых сплавов при нормальной температуре // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. - № 5. - С. 17-21.

154. Мальков A.A., Автономов Е.П. О водородном пластифицировании титанового сплава ВТ8М // Металлы. 2003. - № 1. - С. 22-25.

155. Колачев Б.А., Садков В.В., Былов Б.Б., Хлопов C.B. Влияние водорода на сопротивление усталости титанового сплава ВТ6Ч при различных условиях нагружения // Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. - № 4. - С. 9-13.

156. Латышев A.A., Суранов Г.И. Влияние электролитического наводороживания на содержание легирующих элементов в стали //

157. Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. - №3. -С. 32-36.

158. Ильин A.A., Мамонов A.M., Скворцова C.B. Особенности и перспективы применения термоводородной обработки титановых сплавов // Металлы. -2001. -№ 5.-С. 49-56.

159. Колачев Б.А., Арчаков Ю.И., Плотников А.Д., Бунин JI.A. О возможности применения титановых сплавов для длительной работы в атмосфере водорода при температурах от 50 до +70 °С // Металлы. -2000.-№6.-С. 91-96.

160. Коллеров М.Ю., Шинаева Е.В., Шинаев A.A. Взаимодействие водорода с дефектами кристаллического строения сплава 77 35%Nb II Металлы. -2002.-№3.-С. 48-51.

161. Ильин A.A., Колачев Б.А., Носов В.К., Мамонов A.M. Водородная технология титановых сплавов. М.: МИСиС, 2002. - 392 с.

162. Мальков A.B., Низкин И.Д., Мишанова М.Г. Водородная технология объемной штамповки титановых сплавов // Металлы. 2003. - № 6. -С. 49-53.

163. Мамонов A.M., Быценко O.A., Носов В.К., Кусакина Ю.Н. Влияние термоводородной обработки на структуру и механические свойства сплава на основе Ti¡Al II Металлы. 2002. - № 3. - С. 79-84.

164. Исаков М.Г., Изотов В.И., Филиппов Г.А. Особенности охрупчивания малоуглеродистой низколегированной ферритной стали при растяжении в условиях наводороживания // Физика металлов и металловедение. -2000.-Т. 90.-№4.-С. 105-111.

165. Агеев В.Н., Бекман И.Н., Бурмистрова О.П. и др. Взаимодействие водорода с металлами. М.: Наука, 1987. - 296 с.

166. Колачев Б.А., Кондрашова H.H., Скольцов В.Н., Дроздов П.Д. Влияние температуры на склонность сплава ВТ6Ч к водородной хрупкости //

167. Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. - № 12-С. 28-32.

168. Носов В.К., Колачев Б.А. Водородное пластифицирование при горячей деформации титановых сплавов. М.: Металлургия, 1986. - 120 с.

169. Аксенов Ю.А., Башкин И.О., Колмогоров B.JI. и др. Влияние водорода на пластичность и сопротивление деформации технического титана ВТ1-0 при температурах до 750 °С // Физика металлов и металловедение.- 1989. Т. 67. - Вып. 5. - С. 993-999.

170. Понятовский Е.Г., Башкин И.О., Сеньков О.Н. и др. Влияние водорода на пластичность и сопротивление деформации титанового сплава ВТ20 при температурах до 740 °С // Физика металлов и металловедение. -1989. Т. 68. - Вып. 6. - С. 1167-1172.

171. Колачев Б.А. Обратимое легирование титановых сплавов водородом // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. - № 10. -С. 28-31.

172. Панин А.В., Панин В.Е., Почивалов Ю.И. и др. Особенности локализации деформации и механическое поведение титана ВТ 1-0 в различных структурных состояниях // Физическая мезомеханика. 2002. -Т. 5.-№4.-С. 73-84.

173. Ряннель Э.Ф., Гаман В.И., Калыгина В.М. Оптическое поглощение в пленках V2Oj и ванадиево-фосфатных стекол // Известия вузов. Физика.- 1976. -№ 2. С. 102-106.

174. Сегал В.М., Резников В.И., Дробышевский А.Е., Копылов В.И. Пластическая обработка металлов простым сдвигом // Металлы. — 1981. -№ 1.-С. 115-123.

175. Segal V.M. Equal channel angular extrusion: from macromechanics to structure formation // Materials Science and Engineering. 1999. - V. A271. -P. 322-333.

176. Kopylov V.I. Application of ECAE-Technology for producing nano- and microcrystalline materials // NATO Sci. Ser. Ed. by T.C. Lowe, R.Z. Valiev. Kluwer Publ., 2000. P. 23-27.

177. Oliver W., Pharr G. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // J. Mater. Res. 1992. - V. 7. - No. 6. - P. 1564-1583.

178. Tuck J.R., Korsunsky A.M., Bull S.J., Davidson R.I. On the application of the work-of-indentation approach to depth-sensing indentation experiments in coated systems / Surf. Coat. Technol. 2001. - V. 137. - P. 217-224.

179. Saha R., Nix W.D. Effects of the substrate on the determination of thin film mechanical properties by nanoindentation // Acta Materialia 2002. - V. 50. -P. 23-38.

180. Korsunsky A.M., McGurk M.R., Bull S.J., Page T.F. On the hardness of the coated systems. 1998. - V. 99. - P. 171-183.

181. Tsui T.Y., Ross C.A., Pharr G.M. Nanoindentation hardness of soft films on hard substrates: effects of the substrate // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. -1997.-V. 473.-P. 57-62.

182. Giannakopoulos A.E., Suresh S. Determination of elstoplastic properties by instrumented sharp indentation // Scripta Materialia. 1999. - V. 40. -P. 1191-1198.

183. Saha R., Xue Z., Huang Y., Nix W.D. Indentation of a soft metal film on a hard substrate: strain gradient hardening effects // J. Mech. Phys. Solids. -2001.-V. 49.-P. 1997-2014.

184. Kramer D.E., Volinsky A.A., Moody N.R., Gerberich W.W. Substrate effects on indentation plastic zone development in thin soft films // J. Mater. Res. -2001.-V. 16. No. 11. -P. 3150-3157.

185. Андриевский P. А., Калинников Г.В., Hellgren N. и др. Наноиндентирование и деформационные характеристики наноструктурных боридонитридных пленок // Физика твердого тела. -2000. Т. 42. - № 9. - С. 1624-1627.

186. Головин Ю.И., Тюрин А.И., Хлебников В.В. Влияние режимов динамического наноиндентирования на коэффициент скоростной чувствительности твердости тел различной структуры // Журнал технической физики. — 2005. Т. 75. -№ 4. - С. 91-95.

187. Сойфер Я.М., Вердян А. Исследование локальных механических свойств монокристаллов хлористого калия методом атомно-силовой микроскопии // Физика твердого тела. 2003. - Т. 45. - № 9. - С. 16211625.

188. Venkatesh Т.А., Van Vliet К.J., Giannakopoulos A.E., Suresh S. Determination of elasto-plastic properties by instrumented sharp indentation: guidelines for property extraction // Scripta Materialia 2000. - V. 42. -P. 833-839.

189. Nix W.D. Elastic and plastic properties of thin films on substrates: nanoindentation techniques // Material Science Engineering A. 1997. -V. 234-236.-P. 37-44.

190. Volinsky A.A., Moody N.R., Gerberich W.W. Nanoindentation of Au and Pt/Cu thin films at elevated temperatures // J. Mater. Res. 2004. - V. 19. -No. 19.-P. 2650-2657.

191. Zhang T.Y., Xu W.H., Zhao M.H. The role of plastic deformation of rough surfaces in the size-dependent hardness // Acta Material. 2004. - V. 52. -P. 57-68.

192. Bull S.J., Korsunsky A.M. Mechanical properties of thin carbon overcoats // Saha R., Nix W.D. Effects of the substrate on the determination of thin film mechanical properties by nanoindentation // Tribology Int. 1998. - V. 31. -No. 9.-P. 547-551.

193. Чернов И.П., Черданцев Ю.П., Тюрин Ю.И. Методы исследования систем металл-водород. М.: Энергоатомиздат, Томск: STT, 2004. -270 с.

194. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. Изд-во: Недра, 1966.-Т. 1.-364 с.

195. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. - 496 с.

196. Деревягина JI.C. Панин В.Е., Стрелкова И.Л. Количественные оценки напряженно-деформированного состояния в зоне геометрического концентратора напряжений // Проблемы машиностроения. 2002. - № 4. -С. 43-49.

197. Family F., Amar J.G. Kinetics of epitaxial growth and roughening // Material Science Engineering B. 1995. - V. 30. - No. 2-3. - P. 149-166.

198. Family F., Vicsek T. Dynamics of Fractal Surfaces. World Scientific: Singapore, 1991.-376 p.

199. Family F., Vicsek T. Scaling of the active zone in the Eden process on percolation networks and the ballistic deposition model // J. Phys. A. 1985. -V. 18.-No. 2.-P. L75-L81.

200. You H., Chiarello R.P., Kim H.K., Vandervoort K.G. X-ray reflectivity and scanning-tunneling-microscope study of kinetic roughening of sputterdeposited gold films during growth // Physical Review Letters. 1993. -V. 70.-No. 19.-P. 2900-2903.

201. Douketis C., Wang Z., Haslett T.L., Moskovits M. Fractal character of cold-deposited silver films determined by low-temperature scanning tunneling microscopy//Phys. Rev. B. 1995.-V. 51.-No. 16.-P. 11022-11031.

202. Vazquez L., Salvarezza R.C., Ocon P., Herrasti P., Vara J.M., Arvia A.J. Self-affine fractal electrodeposited gold surfaces: characterization by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. E. 1994. - V. 49. - No. 2. - P. 15071511.

203. Krim J., Heyvaert I., Van Haesendonck C., Bruynseraede Y. Scanning tunneling microscopy observation of self-affine fractal roughness in ion-bombarded film surfaces // Physical Review Letters. 1993. -V. 70. - No. 1. -P. 57-60.

204. Provata A., Falaras P., Xagas A. Fractal features of titanium oxide surfaces // Chem. Phys. Lett. 1998. - V. 297. - No. 5-6. - P. 484-490.

205. Naohisa H., Makoto F., Masao I., Kenji H. Atomic force microscopy study of self-affine fractal roughness of porous silicon surfaces // Jap. J. Appl. Phys. Pt. 1. 1998. -V. 37. - No. 7. - P. 3951-3953.

206. Панин B.E., Кузнецов П.В., Дерюгин E.E. и др. Фрактальная размерность мезоструктуры поверхности пластически деформированных поликристаллов // Физика металлов и металловедение. 1997. - Т. 84. -№2.-С. 118-122.

207. Kuznetsov P.V., Panin V.E., Schreiber J. Fractal dimension as a characteristic of deformation stages of austenite stainless steel under tensile load // Theoretical and Applied Fracture Mechanics 2001. - V. 35. - P. 171-177.

208. Pande C.S., Richards L.E., Louat N., Dempsey B.D., Schwoeble A.J. Fractal characterization of fractured surfaces // Acta Metallurgica. 1987. - V. 35. -No. 7.-P. 1633-1637.

209. Dauskardt R.H., Haubensak F., Ritchie R.O. On the interpretation of the fractal character of fracture surfaces // Acta Metall. Mater. 1990. - V. 38. -No. 2.-P. 143-159.

210. Shi D.W., Jiang J., Lung C.W. Correlation between the scale-dependent fractal dimension of fracture surfaces and the fracture toughness // Phys. Rev. B. 1996. -V. 54. -No. 24. - P. 17355-17358.

211. Almqvist N. Fractal analysis of scanning probe microscopy images // Surface Science. 1996. -V. 355. - P. 221-228.

212. Talibuddin S., Runt J.P. Reliability test of popular fractal techniques applied to small two-dimensional self-affine data sets // J. Appl. Phys. 1994. -V. 76.-No. 9.-P. 5070-5078.

213. Федер E. Фракталы. -M.: Мир, 1991.-254 с.

214. Tricot С., Ferland P., Baran G. Fractal analysis of worn surfaces // Wear. -1994.-V. 172.-P. 127-133.

215. Панин A.B. Нелинейные волны локализованного пластического течения в наноструктурированных поверхностных слоях твердых тел и тонких пленках//ФизическаяМезомеханика.-2005.- Т. 8.-№3.-С.5-17.

216. Панин А.В., Шугуров А.Р., Оскомов К.В., Сидоренко А.И. Мезомеханика поведения тонких пленок Си на подложке при одноосном растяжении и термическом отжиге. Многоуровневый подход // Физическая мезомеханика. 2005. - Т. 8. - № 4.- С. 27-35.

217. Tokuda К., Miyashita К., Ubukata Т. Structure and nanomechanical properties of 7702 films prepared by RF sputtering // Proc. of the seventh Int.

218. Symp. on Sputtering and Plasma Processes (ISSP-2003), (Kanazawa, Japan, June 11th 13th 2003). - P. 96-99.

219. Tabor D. The hardness of metals. Clarendon Press, London, 1951. - 175 p.

220. Keller R. M., Baker S. P., Arzt E. Quantitative analysis of strengthening mechanisms in thin Cu films: Effects of film thickness, grain size, and passivation //J. Mater. Res. 1998. -V. 13. - No. 5. - P. 1307-1317.

221. Vinci R.P., Zielinski E.M., Bravman J.C. Thermal strain and stress in copper thin films // Thin Solid Films. 1995. - V. 262. - P. 142-153.

222. Cherepanov G.P. On the theory of thermal stresses in a thin bonding layer // J. Appl. Phys. 1995. - V. 78. - P. 6826-6832.

223. M.J. Kobrinsky, G. Dehm, C.V. Thompson, E. Arzt. Effects of thickness on the characteristic length scale of dislocation plasticity in Ag thin films. // Acta Materialia. 2001. - V. 49. - P. 3597-3607.

224. Thouless M.D. Effect of surface diffusion on the creep of thin films and sintered arrays of particles // Acta Metall. Mater. 1993. - V. 41. - P. 10571064.

225. Malow T.R., Koch C.C. Grain growth in nanocrystalline iron prepared by mechanical attrition. // Acta Materialia. 1997. - V. 45. - No. 5. - P. 21772186.

226. Dannenberg R., Stach E., Groza J.R., Dresser B.J. TEM annealing study of normal grain growth in silver thin films // Thin Solid Films. 2000. - V. 379. -P. 133-138.

227. Dannenberg R., Stach E., Groza J.R., Dresser B.J. In situ TEM observations of abnormal grain growth, coarsening, and substrate de-wetting in nanocrystalline Ag thin films 11 Thin solid films. 2000. - V. 370. - P. 54-62.

228. Alford T.L., Chen L., Gadre K.S. Stability of silver thin films on various underlying layers at elevated temperatures // Thin Solid Films. 2003. -V. 429.-P. 248-254.

229. Ganapathi S.K., Owen D.M., Chockshi A.H. The kinetics of grain growth in nanocrystalline copper // Scr. Metall. Mater. 1991. - V. 25. - P. 2699-2704.

230. Mullins W.W. Theory of thermal grooving // J. Appl. Phys. 1957. - V. 28. -P. 333-345.

231. Mullins W.W. The effect of thermal grooving on grain boundary motion // Acta Met. 1958. - V. 6. - P. 414-427.

232. Eaglesham D.J., Hull R. Island formation in Ge/Si epitaxy // Mater. Sci. Eng. В. 1995.-V. 30.-No. 2-3.-P. 197-200.

233. Freund L.B. The stability of a dislocation threading a strained layer on a substrate // J. Appl. Mech. 1989. - V. 54. - P. 553-557.

234. Nix W.D. Mechanical properties of thin films // Met. Trans. 1989. - V. 20. -P. 2217-2245.

235. Venkatraman R., Bravman J.C. Separation of film thickness and grain boundary strengthening effects in Al thin films on Si II J. Mater. Res. 1992. -V. 7.-No. 8.-P. 2040-2048.

236. Thompson C.V. The yield stress of polycrystalline thin films // J. Mater. Res. 1993. - V. 8. - No 2. - P. 237 - 238.

237. Courtney Т.Н. Mechanical behavior of materials. McGraw-Hill, New York, 1990.-710 p.

238. Моисеенко Д.Д., Максимов П.В. Распределение напряжений и деформаций на интерфейсе "поверхностный слой подложка": моделирование на основе стохастического подхода // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т. 8. - № 6. - С. 89-96.

239. Панин А.В., Панин В.Е., Чернов И.П. и др. Влияние состояния поверхности субмикрокристаллических титана и а-железа на их деформацию и механические свойства // Физическая мезомеханика. -2001.-Т. 4.-№6.-С. 87-94.

240. Панин А.В., Сон А.А., Казаченок М.С. Механизм формирования полос локализованной пластической деформации и их влияние намеханические характеристики нагруженных твердых тел // Вопросы материаловедения. 2002. - № 1(29). - С. 335-344.

241. Панин В.Е., Панин A.B. Проблемы мезомеханики прочности и пластичности наноструктурных материалов // Известия вузов. Физика. -2004.-Т. 47.-№8.-С. 5-17.

242. Hahn H., Mondai P., Padmanabhan K.A. Plastic deformation of nanocrystalline materials // Nanostructured Materials. 1997. - V. 9. -P. 603-606.

243. Носкова Н.И. Возникновение мезоскопических полос сдвига в нанокристаллических материалах // Вопросы материаловедения. 2002. - № 1 (29).-С. 309-313.

244. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для вузов / Ю.П. Солнцев, В.А. Веселов, В.П. Демянцевич, A.B. Кузин, Д.И. Чашников. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС, 1996. - 576 с.

245. Конева H.A., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Под редакцией В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1990. - С.123-186.

246. Засимчук Е.Э., Маркашова Л.И. Микрополосы в монокристаллах никеля, деформированных прокаткой. Препринт / Институт металлофизики АН УССР № 23. - Киев, 1998. - 36 с.

247. Malin A., Hubert J., Hatherly M. The microstructure of rolled copper single crystals //Zs. Metallk. 1981. -B. 72. - No 5.-P. 310-317.

248. Yenng W.Y., Duggan B.J. Shear bands angles in rolled f.c.c. materials // Acta Met. 1987. - V. 35. - No. 2. - P. 541-548.

249. Панин B.E., Слосман А.И., Колесова H.A. Закономерности пластической деформации и разрушения на мезоуровне поверхностно упрочненных образцов при статическом разрушении // Физика металлов и металловедение. 1996. - Т. 82. - Вып. 2. - С. 129-136.

250. Гриняев Ю.В., Панин В.Е. Расчет напряженного состояния в упруго напряженном поликристалле // Известия вузов. Физика. 1978. - № 12. -С. 95-101.

251. Макаров П.В. Подход физической мезомеханики к моделированию процессов деформации и разрушения // Физическая мезомеханика. -1998.-Т.1.-№1.-С. 61-81.

252. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

253. Valiev R.Z. Structure and mechanical properties of ultrafine-grained metals // Material Science Engineering. 1997. - A234-236. - P. 59-66.

254. Уманский Я.С. Рентгенография металлов. М.: Металлургия, 1967. -235 с.

255. Malakondaiah G. General features of the mechanical behaviour of hexagonal metals. Bañaras Hindu University, 1980. - 204 p.

256. Панин A.B. Механическое поведение наводороженного технического титана ВТ 1-0 // Физико-химическая механика материалов. 2004. -Т. 40.-№6.-С. 41-48.

257. Панин A.B., Рыбин В.В., Ушков С.С. и др. Влияние водородной обработки на механическое поведение технического титана ВТ1-0, имеющего различное исходное структурное состояние // Физическая мезомеханика. -2003. -Т.6. -№ 5. С. 63-71.

258. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Изд-во "Мир", 1981.-Т. 1.-475 с.

259. Панин В.Е., Слосман А.И., Колесова Н.А. О механизмах фрагментации на мезоуровне при пластической деформации поверхностно-упрочненной хромистой стали // Физика металлов и металловедение. -1997.-Т. 84.-Вып. 2.-С. 130-135.

260. Панин А.В., Сон А.А., Иванов Ю.Ф., Копылов В.И. Особенности локализации и стадийности пластической дефомации субмикрокристаллического армко железа с полосовой фрагментированной субструктурой // Физическая мезомеханика. - 2004. -Т. 7. -№ 3. - С. 5-16.

261. Панин А.В., Клименов В.А., Почивалов Ю.И., Сон А.А. Влияние состояния поверхностного слоя Ст 3 на механизм пластического течения и сопротивление деформации // Физическая мезомеханика. 2001. -Т. 4,-№4.-С. 85-92.

262. Иванов Ю.Ф., Панин A.B., Сон A.A. и др. Структурная аттестация армко железа, подвергнутого РКУ прессованию // Известия вузов. Физика. - 2005. - Т. 48. - № 4. -С. 70-75.

263. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1997. - 708 с.

264. Panin V.E. Synergetic properties of physical mesomechanics // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2001. -V. 37.-№ 1-3.-P. 261-298.

265. Панин B.E., Панин Jl.E. Масштабные уровни гомеостаза в деформируемом твердом теле // Физическая мезомеханика. 2004. -Т. 7.-№4.-С. 5-23.

266. Панин В.Е., Зуев Л.Б., Данилов В.И., Мних Н.М. Особенности поля смещений при пластической деформации крупнозернистого кремнистого железа // Физика металлов и металловедение. 1988. -Т. 66.-№2.-С. 1005-1009.

267. Панин В.Е., Гриняев Ю.В. Физическая мезомеханика новая парадигма на стыке физики и механики // Физическая мезомеханика. - 2003. - Т. 6. - № 4. - С. 9-36.

268. Панин В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел // Физическая мезомеханика. 1999. - Т. 2. - № 6. - С. 5-23.

269. Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И. и др. Процессы структурообразования при пластической деформации металлов. -Минск: Наука и техника, 1994. 221 с.

270. Цигенбайн А., Плессинг Й., Нойхойзер Й. Исследование мезоуровня деформации при формировании полос Людерса в монокристаллах концентрированных сплавов на основе меди // Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1. - № 2. - С.5-20.

271. Губернаторов В.В. , Соколов Б.К., Гервасьева И.В., Владимиров J1.P. О формировании полосовых структур в структурно-однородныхматериалах при деформации // Физическая мезомеханика. 1999. - Т. 2. -№ 1-2.-С. 157-162.

272. Панин C.B., Нойман П., Байбулатов Ш.А. Исследование развития деформации на мезоуровне интерметаллического сплава Ni63Al37 при сжатии // Физическая мезомеханика. 2000. - Т. 3. - № 1. - С. 75-82.

273. Зуев Л.Б., Баранникова С.А., Данилов В.И. Кинетика периодических процессов при пластическом течении // Физика твердого тела. 1999. -Т. 41.-№7.-С. 1222-1224.

274. Супрапеди, Тойоока С. Пространственно-временное наблюдение пластической деформации и разрушения методом лазерной спекл-интерферометрии // Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1. - № 1. -С. 55-60.

275. Eshelby J.D. Boundary problems. Amsterdam: North-Holland Publ., 1979. -V. l.-P. 221-230.

276. Representative articles are found in surface effects in crystal plasticity / Ed. by R.M. Latanition and J.T. Fourier. Noordhoff-Leyden, 1977.

277. Орлов Л.Г. Влияние поверхностного натяжения на гетерогенное зарождение дислокаций в кристаллах // Физика твердого тела. 1972. -Т. 14. - Вып. 12. - С. 3691-3692.

278. Дударев Е.Ф. Микропластическая деформация и предел текучести поликристаллов. Томск: Изд-во Том. гос. Университета, 1998. - 256 с.

279. Антипов С.Ф., Батаронов И.Л., Дрожжин А.И. и др. Особенности пластической деформации кремния, связанные с зарождением дислокаций на поверхности и эволюцией их ансамбля в объеме // Известия вузов. Физика. 1993. - Т. 36. - С. 60-68.

280. Дрожжин А.И., Ермаков А.П. Особенности ползучести нитевидных кристаллов германия при одноосном растяжении // Известия вузов. Физика. 1996. - Т. 39. - № 6. - С. 60-68.

281. Панин В.Е., Коротаев А.Д., Макаров П.В., Кузнецов В.М. Физическая мезомеханика материалов // Известия Вузов. Физика. 1998. - Т. 41. -№9.-С. 8-36.

282. Zuev L.B., Danilov V.I. A self-excited wave model of plastic deformation in solids // Phylosophy Magazine. 1999. - V. 79. - No. 1. - P. 43-57.

283. Полетика T.M., Зыков И.Ю., Карташова H.B. и др. Локализация макродеформации в сплавах на основе Zr // Материаловедение. 1999. -№ 10.-С. 32-37.

284. Панин В.Е., Клименов В.А., Безбородов В.П. и др. Структурные и фазовые превращения при ультразвуковой обработке мартенситной стали // Физика и химия обработки материалов. 1993. - № 6. - С. 77-83.

285. Медведева Е.А., Бибилашвили Ю.К., Казеннов Ю.И. Перспективные высокохромистые стали для применения в оболочках ТВЭЛов реакторов на быстрых нейтронах // Физика и химия обработки материалов. 2001. - №6. - С. 26-31.

286. Ватулин А.В., Целищев А.В. Конструкционные стали для активной зоны реакторов на быстрых нейтронах // Металловедение и термическая обработка металлов. 2004. - № 11. - С. 13-19.