Внутреннее трение в металлах

Механическая энергия колеблющегося твердого тела очень быстро превращается в тепло, даже если тело полностью изолировано от окружающей среды. Это превращение энергии, а также последующее затухание колебаний, приписывают наличию внутреннего трения. Внутреннее трение является наиболее структурно-чувствительной физической характеристикой. Метод внутреннего трения нашел широкое распространение при исследовании различных процессов: рекрестализации, закалки, дисперсионного твердения, пластической деформации.

Внутреннее трение в металлах, особенно в чистых, очень чувствительно к холодной деформации. Даже при весьма осторожном, манипулировании с чистым отожженным монокристаллом его внутреннее трение может увеличиться в несколько раз. Кроме того, облучение нейтронами или гамма-лучами значительно уменьшает внутреннее трение; это вполне естественно, если допустить, что точечные дефекты, образовавшиеся в результате облучения, диффундируют к дислокациям и затрудняют их движение. Обнаружено, что внутреннее трение металлов с примесями обычно значительно меньше, чем внутреннее трение чистого материала.

Фундаментальной мерой внутреннего трения является отношение ? W/W, где W-энергия колебаний, а ?W-потеря энергии колебаний за один цикл. Обычно для определения внутреннего трения измеряют декремент (?) свободных колебаний или ширину резонансного пика образца при вынужденных колебаниях.

При наличии внутреннего трения поведение металла не является чисто упругим и общая деформация в любой момент состоит из суммы упругой и пластической деформаций. (Конечно, пластическая деформация обычно значительно меньше, чем упругая.) Так, при данном напряжении деформация больше, чем в упругом твердом теле, на величину, равную пластической деформации, так что кажущееся значение модуля уменьшается. Величина АЕ, на которую модуль ? уменьшается от значения для упругого материала, известна как дефект модуля, и его величина зависит от механизма внутреннего трения. Теории внутреннего трения дают также выражения для дефекта модуля, поэтому крайне желательно, чтобы при исследовании внутреннего трения одновременно производились измерения модуля.