Theoretical Considerations on Effect of Environments on Strain Hardening

금속의 소성변형에 필요한 일의 일부는 전표면자유에너지 (Total Surface Free Energy)의 변화에 소모된다. 전표면자유에너지 변화는 비표면 자유에너지 (Specific Surface Free Energy)에 의해 변화하며 비표면자유에너지는 분위기에 따라 달라 진다. 열역학적규명, 체적불변율과 흡착으로 인한 두 개의 판이하게 다른 강화 혹은 약화를 초래하는 전위(Dislocation) 상호작용기구를 기반으로 금속의 소성변형으로 인한 가공경화, 응력 및 에너지에 미치는 분위기의 영향을 이론식으로 도출했다. 이론식은 진공중금속표면장력 (${\gamma}$$_{s}$), 개면장력 (${\gamma}$$_{se}$ ), 포면전위밀도($\rho$$_{s}$), 내부전위 밀도($\rho$$_{i}$)와 표면노출율(f)의 함수로 표시할 수 있었다. 이론식을 이용하여 각기 다른 분위기내에서의 금속의 기계특성을 예측 비교해봤다.다.다.

The part of the work of plastic deformation of metal goes into the changes in the total surface free energy. This contribution is dependent on the specific surface free energy, which is affected by the environment. Based on thermodynamical approach, volume constancy requirement and adsorption induced two distinct dislocation interaction mechanisms for strengthening or weakening of metals at surface, theoretical derivation has been made to show that the environmental contribution on the strain hardening, the stress and the energy required for plastic deformation can be expressed in terms of solid surface tension in vacuum (${\gamma}$$_{s}$), interfacial tension (${\gamma}$$_{se}$ ), surface dislocation density ($\rho$$_{s}$), internal dislocation density ($\rho$$_{i}$) and fraction of surface site uncoverage (f). On the basis of theoretical derivation, the various mechanical behaviours under different environments are predicted.d.d.