A “phase” approach to superplastic deformation

Based on constitutive creep equations, a model is proposed in which there is a “phase” transformation as the applied stress is changed during high temperatute deformation. This “phase” transformation is a continuous process in which “phase 1” (fine grains deforming by the linear Newtonian-viscous flow law with a stress exponent n = 1) continuously transforms to “phase 2” (coarse grains with n = 5) when the applied stress is increased. This results in a sigmoidal curve of strain rate sensitivity, m, vs steady-state rate, ϵ dot rms . The alloys will then have a potential superplastic behaviour within a certain strain rate range which is typically 10 −5−10 −3s −1 for both metallic and ceramic crystalline materials. The stress enhancement factor in the “phase” transformation is found to be in the range from one, i.e. no enhancement, up to an upper limit. Finally, a grain size factor is suggested for incorporation into the internal structure parameter in the constitutive equations for high temperature creep deformation. The effect of such a grain size factor on the strain rate range having a potential large m value, is briefly discussed. On propose un modèle, basé sur des équations de fluage, dans lequel il y a une transformation de “phase” lorsque la contrainte appliquée est modifiée pendant la déformation à haute température. Cette transformation de “phase” est un processus continu dans lequel la “phase 1” (grains fins se déformant suivant une loi linéaire newtonienne d'écoulement visqueux avec une exposant de contrainte n = 1) se transforme d'une manière continue en “phase 2” (gros grains avec n = 5) lorsque la contrainte appliquée augmente. Il en résulte une courbe sigmoïdale pour la sensibilité à la vitesse de déformation, m, en fonction de la vitesse de déformation en régime permanent ϵ dot s . Les alliages auront alors un comportement superplastique potentiel à l'intérieur d'une certaine gamme de vitesses de déformation qui est typiquement de 10 −5−10 −3s −1 pour les matériaux cristallisés tant métalliques que céramiques. On trouve que le facteur de renforcement de la contrainte dans la transformation de “phase” varie de un, c'est à dire pas de renforcement, à une limite supérieure. Enfin, on suggère un facteur de taille de grains pour incorporer un paramètre de structure interne dans les équations constitutives du fluage à haute température. L'effet d'un tel facteur de taille de grains sur le domaine de déformations qui présente une grande valeur de m,