Макролокализация пластической деформации в монокристаллах чистых металлов

• Автор: Гончиков, Константин Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1 МАКРОСКОПИЧЕСКАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ЕЕ ПРИРОДА
1.1 Этапы развития теории пластической деформации
1.2 Уровни пластической деформации твердых тел
1.3 Процессы самоорганизации в твердых телах на разных
масштабных уровнях
1.4 Феноменология макроскопической локализации и
упорядоченности картин распределения деформации
1.5 Кинетика зон локализации деформации и автоволновая природа
МАКРОСКОПИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
1.5 Л Скорость распространения волн локализации макродеформации
1.5.2 Длина волны локализации деформации и масштабный эффект
1.5.3 Зависимость длины волны локализации от размера зерна
1.5.4 Модель возникновения пространственного периода за счет акустической эмиссии от источников сдвигов
1.6 Постановка задачи
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ' 3
2.1 Обоснования выбора материалов 3
2.2 Рентгенографический метод
2.3 Механические, испытания
2.4 Метод спеклинтерферометрии
2.5 Определение периода, ориентации и скорости движения очагов
локализации макродеформации
2.6 Материалы исследования

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ЧИСТЫХ ГЦК МЕТАЛЛОВ МЕДИ И НИКЕЛЯ
ЗЛ Результаты механических испытаний
3.2 Характер локализации макродеформации в ГЦК
МОНОКРИСТАЛЛАХ МЕДИ И НИКЕЛЯ
3.3 Анализ результатов
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ГПУ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ЦИНКЕ
4.1 Результаты механических испытаний
4.2 Характер локализации макродеформации в
МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ЦИНКЕ
4.3 Анализ результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

На основе большого числа экспериментальных данных в настоящий момент установлен факт, что явление макролокализации пластической деформации наблюдается на широком круге материалов и имеет место на всех этапах формоизменения под нагрузкой, начиная с предела текучести, и до разрушения. Еще в 60-80-е годы был выполнен обширный цикл работ по изучению пространственной неоднородности распределений деформации на различных стадиях активного нагружения и ползучести различных сплавов на основе железа, алюминия и других металлов. Однако вопросы кинетики этого явления пластичности не затрагивались.
Использующийся в лаборатории физики прочности ИФПМ СО РАН метод двухэкспозиционной спеклинтерферометрии, позволил значительно расширить наши представления о макролокализации деформации. Было установлено, что в большинстве случаев, картины распределения зон локализации деформации упорядочены в пространстве и во времени. Кроме этого, тип локализации определяется законом пластического течения, то есть, деформационной диаграммой материала. Согласно проведенному анализу природа указанных явлений обусловлена процессами самоорганизации в виде автоволн и едина для всех нагружаемых объектов и материалов.
Однако все данные о характере развития макролокализации при пластическом течении получены либо на чистых поликристаллических материалах (алюминий), либо на монокристаллах высоколегированных сплавов, либо на материалах, объединяющих то и другое. Поэтому всегда остается возможность альтернативного объяснения указанных особенностей эволюции макролокализации деформации. В связи с этим, для прямого экспериментального подтверждения автоволновой природы актуальными являются исследования макролокализации на монокристаллических образцах чистых металлов, где микромеханизмы пластической деформации хорошо изучены, и которые являлись базовыми при создании теории пластичности кристаллических твердых тел.
расшифровке спеклограмм, промежуточные значения получаются путем интерполяции. Расстояние между узловыми точками зависит от шага сканирования, который может меняться с шагом 0.1мм, а так же от масштаба съемки. Так как ширина пучка сканирующего лазера была 1мм и картина полос Юнга есть усреднение по площади этого пучка, то шаг сканирования брался равным 1мм. Уменьшение пучка приводит к потере контрастности полос Юнга, поэтому в данной работе, если возникала необходимость в увеличении числа точек сканирования, съемка производилась с масштабированием.
В тех случаях, когда спеклограмма расшифровывается в несколько этапов, на разных базах, полученные на выходе работы программы «Red32» файлы данных р.хх для каждой части спеклограммы объединяются в один файл.
Если сканирование спеклограммы производилось по нескольким строкам, то можно построить распределение £хх по поверхности образца (рис.2.9).
Если мы имеем последовательность спеклограмм, то они отражают процесс эволюции локализации деформации. На рис.2.10 приведен пример временной зависимости £хх для определенной строки сканирования. Аналогичные картины могут быть построены для компонент и <х>2.
Для удобства визуализации, картины, приведенные выше, могут быть построены так же в виде поверхностей, линий уровня или в виде карт, аналогично топографическим картам, где возвышенностям соответствуют более темные оттенки. Для построения таких картин использовалась программа «Surfer 7.0». Впервые примененный в данной работе такой способ представления данных оказался очень полезен при исследовании эволюции процесса локализации деформации. Однако для получения количественных данных применялись графики вида рис.2.8, которые необходимы для точного определения координат максимумов локализации деформации, что позволяет определять расстояние между очагами деформации. Кроме этого, зная координаты максимумов для всех линий сканирования рис.2.9 можно определить ориентацию очагов локализации деформации относительно оси