كارسختي تك‌كريستال‌هاي مكعبي با وجوه مركزپر (FCC) در تيوري پلاستيسيته‌ي كريستالي

FCC Crystals Work Hardening in Crystal Plasticity Theory

كاربرد گسترده فلزات در سازه‌هاي مهندسي سبب گرديده است كه بررسي فرآيندهاي شكل‌دهي فلزات همواره در اولويت‌ پژوهش‌هاي حوزه‌ي مكانيك جامدات قرار داشته باشد. در اين ميان تيوري‌هاي فيزيكي به سبب ويژگي‌هاي منحصر به‌فرد، از اهميت بالايي برخوردار هستند. تيوري پلاستيسيته‌ي كريستالي از جمله‌ي اين تيوري‌ها است. اين تيوري با مدل كردن مكانيزم‌هاي تغيير‌شكل پلاستيك در ريزساختار مواد كريستالي (مانند فلزات)، تغيير‌شكل و تحول بافت اين مواد را پيش‌بيني مي‌كند. ارتباط با ريزساختار ماده سبب مي‌گردد كه اين تيوري توانايي پيش‌بيني رفتار ناهمسانگرد تك‌كريستال‌ها را داشته و از طرفي پيش‌بيني برخي پديده‌ها در پلي‌كريستال‌ها كه خود توده‌اي از تك‌كريستال‌ها هستند، تنها با چنين تيوري‌هايي امكان‌پذير است. ارايه‌ي يك مدل كارسختي مناسب كه رفتار غيرهمسانگرد تك‌كريستال‌ها را پوشش دهد، از اهميت ويژه‌اي در اين تيوري برخوردار است. در پژوهش حاضر ابتدا مباني تيوري پلاستيسيته‌ي كريستالي بيان گرديده و سپس با معرفي چند مدل كارسختي پركاربرد و بررسي‌هاي آزمايشگاهي، مدل كارسختي جديدي كه نسبت به مدل‌هاي پيشين انطباق بيشتري با نتايج تجربي دارد، ارايه مي‌گردد. حوزه‌ي بررسي‌هاي اين پژوهش مختص مواد كريستالي با شبكه‌ي FCC است. هرچند بخشي از مطالب ارايه شده قابل تعميم به ساير ساختارها نيز هست.

Increasing usage of metals in engineering structures has made the metal forming process superior in the solid mechanic research. Meanwhile, the physical theories are of considerable significance due to their individual features. The crystal plasticity theory is one of these theories. This theory predicts the texture evolution and deformation of these materials by modeling the plastic deformation mechanisms of crystal material’s micro-structure (such as metals). Connecting with micro-structure enables this theory to predict the anisotropy of single crystals, and also the prediction of some phenomena in polycrystals which are aggregates of single crystals, is possible. Presenting a suitable work hardening model which contains the anisotropy behaviors of single-crystals is very important. In this paper, first, the principles of crystal plasticity are explained, then by evaluating several experimental results and the most commonly used work hardening models, a new work hardening model will be presented. This model adapts better with experimental results, compared to the previous models. The scope of this research is specifically for crystal materials with FCC structure, nevertheless, some parts of this research are applicable to the other structures.