Локализация пластической деформации и изменения скорости звука в материале с прерывистой текучестью

• Автор: Бочкарева, Анна Валентиновна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ

1Л. Феноменология пластической деформации

1.2. Дислокационная теория

1.3: Деформационная кривая, ее описание на дислокационном уровне

1.4. Дислокационные субструктуры и их связь со стадийностью

деформационных кривых

1.5. Пластическая деформация как многоуровневый процесс

1.6. Неоднородность пластической деформации

1.7. Автоволновая природа локализации деформации

1.8. Акустической отклик при пластическом деформировании материала
1.9. Постановка задачи
2. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Особенности алюминиевых сплавов
2.2. Методика регистрации и анализа деформационных кривых
исследуемого сплава
2.3. Методика исследования макролокализации деформации
2.4. Автоциркуляционный метод изучения характера изменений
акустического отклика деформируемого материала
3. АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КРИВЫХ. СТАДИЙНОСТЬ И СКАЧКООБРАЗНОСТЬ
3.1. Стадии деформационного упрочнения сплава Д1
3.2. Прерывистая текучесть при активном нагружении сплава Д1
Заключение по разделу
4. ХАРАКТЕР ЛОКАЛИЗАЦИИ МАКРОДЕФОРМАЦИИ НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ В СПЛАВЕ Д1
4.1. Кинетика очагов локализованной пластичности на стадии линейного
упрочнения
4.2. Картины локализации пластичности на стадии параболического упрочнения Тейлора
4.3. Особенности кинетики локализации пластической деформации на стадии предразрушения
4.4. Модель формирования эволюционных картин макролокализации
пластической деформации
Заключение по разделу
5. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ПРИ НАГРУЖЕНИИ СПЛАВА Д1
5.1. Характер изменения скорости ультразвука на стадии линейного упрочнения при активном нагружении сплава Д1
5.2. Характер изменения скорости ультразвука на стадии параболического упрочнения сплава Д1
5.3. Особенности изменения скорости ультразвука на стадии
предразрушения сплава Д1
Заключение по разделу
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДА ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
6.1. Механические свойства и структура сварных соединений, выполненных методом лазерной сварки
6.2. Оптимизация свойств сварных соединений методом ультразвуковой ударной обработки
6.3. Измерение скорости ультразвука для контроля качества сварных
соединений
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Исследования особенностей макролокализации пластической-деформации проводятся в течение почти 20 лет. Эти исследования показали, что характер локализации определяет важные свойства материалов, такие, как прочность, пластичность. Кроме-того, эти исследования* позволили сформулировать новый взгляд на: взаимосвязь между явлениями, на разных- структурных уровнях:.микро-,.мезо- и макромасштабном уровне.
Обычно явление макролокализации пластическошдеформации связывают с такими явлениями, как распространение полосы Чернова-Людерса, формирование шейки разрушения; формирование сбросов. В* трудах сотрудников лаборатории физики прочности Учреждения:-, Российской, академии наук Института физики прочности и материаловедения. Сибирского отделения, РАН (далее ИФПМ СО РАН) показано; что с использованием специальных методов наблюдений, зоны- локализации деформации можно* обнаружить на любом этапе пластического течения, от предела текучести до разрушениях Подтверждение этого положения получено на* широком круге материалов с различной кристаллической решеткой, в, моно- и поликристаллическом состоянии: чистых металлах, сплавах и*химических соединениях
Другое яркое проявление макролокализации пластической деформации, известное как «прерывистая текучесть», состоит в том, что в процессе нагружения деформирующее напряжение циклически меняется. В* ряде работ Чихаба, Эстрина, Кршдтала. показано, что спады и возрастания деформирующего напряжения связаны с появлением полос локализованной деформации,. которые указанными авторами определяются как мезоскопические. Важно установить связь между характеристиками прерывистой текучести и эволюционными картинами макролокализации деформации.
С другой стороны, известна связь .деформационного поведения с изменением акустических характеристик исследуемого объекта. Это работы по исследованию акустической эмиссии, затуханию упругих волн в процессе

ской деформации, по крайней мере, на двух масштабных уровнях, а именно, регистрировать перемещения микроскопических «меток» на поверхности, одновременно- охватывая всю рабочую область макроскопического объекта. Использование данного метода дает возможность-получать количественные данные о величинах нормальных деформаций, сдвиговых деформаций и поворотов-при пластической деформации, и, что немаловажно, для проведения испытаний не требуется особая подготовка.исследуемой поверхности.
В основе метода — эффект, который проявляется при освещении-поверхности твердого тела- когерентным источником света, так называемый спекл-эффект [75, 76]. Спеклы — это хаотично расположенные светлые и темные пятна,.которые образуются в результате рассеяния когерентного пучка света на шероховатой поверхности. Система спеклов представляет собой особую интерференционную картину. Данная, картина- является стационарной; так как обусловлена только-лишь микрорельефом освещаемой поверхности.
Если образец перемещают как единое целое, картина спеклов также перемещается однородно, однако, в процессе активного нагружения образца смещение отдельных его частей происходит неодинаково. При этом регистрация изменения» положения спеклов позволяет получить важную информацию о ходе пластического течения. Схема получения двухэкспозиционных спеклограмм показана на рис
При проведении испытаний рабочая поверхность образца освещается пучком когерентного света. Возникающая спекл-структура фиксируется фотокамерой на фотопластинку. Первая запись на фотопластинку осуществляется непосредственно перед нагружением образца или по достижении заданной точки на кривой «напряжение-деформация». Вторая экспозиция на эту же фотопластинку производится после дальнейшего деформирования образца, при этом перемещение подвижного захвата не должно превышать 200 мкм, что обусловлено верхним пределом возможности регистрации сме-