Theory of the effect of dynamic strain aging on mechanical properties

Abstract

Dynamic strain aging (DSA) in solid solutions is described as diffusion of solute atoms to mobile dislocations, temporarily arrested at obstacles. As a consequence the solute concentration experienced locally by the dislocations depends on the time of arrest and the solute diffusion coefficient. Starting from this idea the dependence of the flow stress on strain rate, temperature, and strain in the presence of DSA is calculated. A criterion for the onset of serrated yielding is formulated. Finally the change in strain rate sensitivity due to DSA is calculated. The theory allows a qualitative and in some respects a quantitative comparison with experimental results of which some examples are given. Die dynamische Spannungsalterung (DSA) in Mischkristallen wird als Diffusion gelöster Atome zu beweglichen Versetzungen beschrieben, die zeitweilig an Hindernissen festgehalten werden. Als Folge davon hängt die Lösungskonzentration, die örtlich durch die Versetzun gen beeinflußt wird, von der Anhaftzeit und dem Diffusionskoeffizienten des gelösten Stoffes ab. Von diesem Gedanken ausgehend, wird die Abhängigkeit der Fließspannung von Deformationsgeschwindigkeit, Temperatur und Deformation bei DSA berechnet. Ein Kriterium für das Einsetzen des diskontinuierlichen Fließens wird formuliert. Schließlich wird die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Fließspannung infolge der DSA berechnet. Die Theorie erlaubt einen qualitativen und in gewisser Hinsicht einen quantitativen Vergleich mit experimentellen Ergebnissen, wovon einige Beispiele angegeben werden.