75. Ю.А. Хон. Коллективные моды деформации и пространственно-временные структуры в металлах

23 октября 2025 г. состоялось 75-е заседание междисциплинарного научного семинара «МЕХАНИКА: эксперимент, моделирование, приложения». Доклад "Коллективные моды деформации и многомасштабные пространственно-временные структуры в металлах при одноосной деформации" сделал Ю.А. Хон, д.ф.-м.н., профессор, заведующий лабораторией физики нелинейных сред ИФПМ СО РАН Аннотация Пластическая деформация металлов всегда протекает неоднородно и проявляется в образовании неподвижных или движущихся полос локализованной деформации. Эти полосы наблюдаются на различных пространственно-временных масштабах и образуют характерные для каждого вида деформирования пространственно-временные структуры (паттерны). Они наблюдаются для различных материалов при различных условиях деформирования и при различных механизмах деформации. При одноосном растяжении с постоянной скоростью на каждой стадии пластического течения устанавливается характерный для нее тип паттерна. В докладе рассматривается зарождение и развитие макроскопических пространственно-временных структур с характерным размером несколько миллиметров при одноосной активной деформации. Рассматриваются две коллективные моды деформации. Коллективная мода сдвиговой деформации определяется коррелированными процессами в ансамбле носителей пластической деформации. Коллективная мода продольной деформации инициируется сдвиговой деформацией. Пространственное распределение коллективных мод деформации на двух пространственно-временных масштабах характеризуются двумя динамическими параметрами порядка (амплитудами неустойчивых мод). В формализмах Гинзбурга-Ландау и Ландау-Халатников получена система двух связанных нелинейных уравнений параболического типа для динамических параметров порядка. Найдены условия образования движущихся и неподвижных полос локализованной деформации. Приведены численные решения системы уравнений, описывающие динамику зарождения и развития пространственно- временных структур на различных стадиях пластического течения. На стадии легкого скольжения формируется полоса Людерса, на линейной стадии – система движущихся полос, на стадии параболического упрочнения – система неподвижных полос. При деформационном старении коэффициенты уравнений зависят от концентрации примеси. На площадке текучести решения уравнений в виде волны переключения описывают зарождение полосы Людерса на спадающем участке зуба текучести и ее распространение. В зависимости от температуры и скорости деформации при деформационном старении на площадке текучести может образоваться повторяющийся зуб текучести. Его образование приводит к изменению режима распространения полосы Людерса от непрерывного с постоянной скоростью, если повторяющийся зуб текучести не образуется, к дискретному при его образовании. На стадии деформационного упрочнения зарождение и движение полосы Портевена–Ле Шателье описывается решениями в виде бегущего автосолитона (уединенной волны пластического течения). Публикации по теме доклада 1. Зуев, Л.Б., Хон, Ю.А., Горбатенко В.В., Физика неоднородного пластического течения (Физматлит, Mосква, 2024). 2. Zuev, L.B., and Khon, Yu.A., Autowave Physics of Inhomogeneous Plastic Flow. Physical Mesomechanics, 2025, Vol. 28, No. 1, pp. 1–26. Russian Text published in Fizicheskaya Mezomekhanika, 2024, Vol. 27, No. 5, pp. 5–33. 3. Хон Ю.А., Зуев Л.Б. Пластическое течение как процесс формирования пространственно-временных структур. Часть II. Зарождение и развитие локализованных структур: двухуровневое макроскопическое описание // Физ. мезомех. – 2021. – Т. 24. – № 6. – С. 15–24. https://doi.org/10.24412/1683-805X-2021-6-15-24. Yu. A. Khon and L. B. Zuev. Plastic flow as a process of the formation of spatio-temporal structures. Part II. The origin and evolution of localized structures: A two-level macroscopic description// Phys. Mesomech. –2022. – V.25. – P.111-118. 4. Хон Ю.А., Зуев Л.Б. Автоволны локализованной деформации, индуцированной фазовым превращением// ФТТ. 2020. Т. 62 (12). С. 2020-2025. DOI: 10.21883/FTT.2020.12.50204.159. Khon Yu.A., Zuev L.B. Autowaves of localized deformation induced by phase transformation // Phys. Solid State. – 2020. – V. 62. – P. 2266–2271. https://doi.org/10.1134/S106378342012015X 5. Зуев Л.Б., Хон Ю.А. Паттерн локализованной пластичности на стадии предразрушения: зарождение и развитие// Физическая мезомеханика. – 2023. – V. 26 (5). – PP. 71–79. DOI 10.55652/1683-805X_2023_26_5_71. 6. Khon Yu.A. Lüders and Portevin–Le Chatelier Bands at the Stage of Elastoplastic Transition: Nucleation and Propagation. Physical Mesomechanics, 2025, Vol. 28, No. 1, pp. 91–100. Russian Text published in Fizicheskaya Mezomekhanika, 2024, Vol. 27, No. 5, pp. 104–114.