1.2.1 Ієрархія масштабних рівнів пластичної деформації

Безпосереднє спостереження за дислокаціями, які є елементарними носіями пластичної деформації, за їх рухом, а також за лініями і смугами ковзання, вказує, що пластичній течії взагалі властива неоднорідність. Із дислокаціями й точковими дефектами пов'язують мікрорівень пластичної деформації.

Найбільш відомим прикладом макроскопічної неоднорідності пластичної деформації є утворення шийки - локального звуження поперечного перерізу зразка перед руйнуванням. Іншим широко відомим прикладом макронеоднорідності пластичної деформації є смуги Людерса, з утворенням яких пов'язана поява зуба текучості, і смуги деформації, що виникають при преривчастій текучості.

Макроскопічна локалізація деформації у вигляді «шийки, що бігає», яка не призводить до загальної втрати стійкості, спостерігається при надпластичності (доки деформація локалізується в шийці, яка приводить до локального зміцнення, в інших ділянках зразка проходить релаксація напруг, що веде до знеміцнення). У той же час, «шийка, що бігає», характерна для матеріалів, які деформуються при преривчастій текучості, тобто при наявності повторюваних зубців на деформаційній кривій. «Шийка, що бігає» – один з характерних механізмів розповсюдження смуг деформації. Такі смуги поблизу й вище верхньої швидкісної границі прояву преривчастої текучості забезпечують рівномірне подовження зразків без втрати стійкості пластичної деформації. З іншого боку, у деяких випадках надпластичність супроводжується добре вираженою преривчастою текучістю [4].

Крім мікро- і макрорівня сучасна фізика міцності й пластичності виділяє мезо- (від грецького mesos середній, проміжний) рівень пластичної деформації [4].

Мезоскопічна неоднорідність пластичної деформації відома досить давно. Легше за все її виявити шляхом вимірювання локальних подовжень при деформуванні крупнозернистих матеріалів. При цьому спостерігається великий вплив границь зерен, це пояснюється тим, що подовження при переході крізь границю не змінюється стрибкоподібно, а обмежуюча дія поширюється в глибину зерна на деяку відстань. З мезорівнями найчастіше пов'язують дефекти дислокаційного типу й трансляційно-ротаційні вихри (у локальних областях матеріалу розвитку й переміщенню трансляційно-ротаційних вихрів відповідає чергування зсувів і обертів).

Мезорівень – це будь-який рівень між мікро й макро. При цьому макрорівень – це рівень, що відповідає за розгляд об'єкта (або процесу) у цілому; мікрорівень – рівень, що відповідає мінімальним за розмірами елементарним часткам об'єкта, на якому об'єкт ще повністю не втрачає свої характерні риси. Стосовно пластичної деформації макрорівень відповідає за поведінку зразка під навантаженням. Наприклад, при розтяганні зразка макрорівню пластичної деформації відповідає залежність, що описує крива розтягання. При цьому мікрорівень – це рівень, на якому розглядається рух елементарних носіїв пластичної деформації мінімально можливого розміру (дислокації, вакансії та ін).

Таким чином, при розгляді нестійкості пластичної деформації, яка з’являється на деформаційних кривих, що характеризують поведінку зразка в цілому, а також інших особливостей деформаційних кривих будь-яку неоднорідність пластичної деформації відносять до мікро- або мезорівню. Тому, при аналізі нестійкості пластичної деформації, неоднорідності,що сумірні з розмірами зразка, варто відносити до мезорівню й говорити про «мезоскопічну неоднорідність». Проте, якщо об'єктом дослідження є сама неоднорідність пластичної деформації, у випадку, коли підкреслюють, що неоднорідність сумірна з розмірами (товщиною) зразка, або її можна спостерігати без збільшення, виправдане застосування термінів «макронеоднорідність» або «макролокалізація деформації».