Multiscale modeling of deformation of polycrystalline metals
- Dislocation dynamics and diffusion kinetics simulations are employed to study the significance of different deformation mechanisms of plastic deformation of polycrystalline metals at different temperatures. Besides conventional plastic deformation within the grain interior, grain boundary mediated deformation and recovery mechanisms are also considered within the numerical model. We find that at low homologous temperatures the behavior of the model material is well described by the classical Hall-Petch law of grain boundary strengthening. At high homologous temperatures, instead, we find a pronounced grain boundary softening and, moreover, a high strain rate sensitivity. Hence, it is concluded that grain boundary diffusion is the rate-limiting factor for recovery processes and plastic deformation of ultra fine-grained (UFG) metals.
- Versetzungsdynamik und Diffusionskinetik-Simulationen werden eingesetzt, um die Bedeutung der verschiedenen Verformungsmechanismen der plastischen Verformung von vielkristallinen Metallen bei unterschiedlichen Temperaturen zu untersuchen. Neben der konventionellen plastischen Verformung innerhalb des Kornes werden Korngrenzen-basierte Verformungs- und Erholungsmechanismen im Simulationsmodell berücksichtigt. Bei niedrigen homologen Temperaturen kann das Verhalten des Modellmaterials mithilfe des klassischen Hall-Petch Gesetzes der Korngrenzverfestigung beschrieben werden. Bei hohen homologen Temperaturen wird stattdessen eine ausgeprägte Korngrenz-Erweichung und zudem eine hohe Dehnraten-Empfindlichkeit des Modellmaterials gefunden. Daher wird geschlussfolgert, dass bei ultrafeinkörnigen (UFG) Metallen Korngrenzdiffusion der limitierende Faktor für Erholungsmechanismen und plastische Verformung ist.
Author: | Naveed AhmedGND |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-28533 |
Referee: | Alexander HartmaierORCiDGND, Mathias GökenGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2010/07/16 |
Date of first Publication: | 2010/07/16 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau |
Date of final exam: | 2010/05/10 |
Creating Corporation: | Fakultät für Maschinenbau |
Tag: | Entfestigung |
GND-Keyword: | Dynamik; Diffusion; Plastische Deformation; Korngrenze; Verfestigung |
Dewey Decimal Classification: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau |
faculties: | Fakultät für Maschinenbau |
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