Влияние механизмов пластической деформации и структурных факторов на параметры акустической эмиссии в медных сплавах

• Автор: Попова, Лариса Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 126 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ ПРИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССАХ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

1Л. Явление акустической эмиссии

1.2. Метод акустической эмиссии

1.3. Элементарные источники акустической эмиссии

1.4. Влияние структурных факторов и условий нагружения на АЭ при деформационных процессах в металлах и ставах

1.4.1. Влияние размеров и границ зерен

1.4.2. Влияние типа кристаллической решетки и анизотропии q

1.4.3. Влияние примесей, включений и выделений

1.4.4. Влияние внешних условий испытаний и состояния

поверхности
1.5 Модели происхождения A 3 при деформационных процессах
1.6 Выводы
2. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ
2.1. Эффект блокировки
2.1.1 А тмосферы Коттрелла
2.1.2 Атмосферы Сузуки
2.2. Твердорастворное упрочнение
2.3. Изменение энергии дефекта упаковки при легировании
2.4. Эффект ближнего порядка в твердых растворах
2.5. Влияние легирования на кинетику развития дислокационной структуры и механизмы пластической деформации концентрированных твердых растворов
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Материалы и образцы
3.2. Методы исследования
3.2.1. Метод акустической эмиссии
3.2.2. Метод механических испытаний
3.2.3. Методы структурных исследований

4. СВЯЗЬ АЭ С ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ МЕДИ В ОБЛАСТИ ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ
4.1. Эффект твердорастворного упрочнения
4.2. Влияние легирования на пик акустической эмиссии.
4.3. Выводы
5. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ФАКТОРОВ НА АЭ В ПРОЦЕССЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ
5.1. Влияние на диаграмму растяжения меди
5.2. Влияние на акустическую эмиссию
5.3. Связь акустической эмиссии с механизмами пластической деформации
5.4. Выводы
6. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА АЭ ДЛЯ
ИДЕНТИФИКАЦИИ МЕХАНИЗМОВ ПЛАСТИЧЕСКОЙ
ДЕФОРМАЦИИ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ ЗАМЕЩЕНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Известно, что в определенных условиях многие материалы способны излучать акустические волны. Это явление получило название акустическая эмиссия (АЭ). Соответственно, метод, основанный на регистрации звуковых колебаний, испускаемых материалом, - называется метод акустической эмиссии.
В настоящее время метод АЭ широко применяется как в производственных целях - для диагностики состояния потенциально опасного оборудования, так и в исследовательских целях - для изучения кинетики развития дефектной структуры материала. Основная привлекательность метода АЭ состоит в том, что он позволяет судить о поведении массивных объектов контроля in situ и в динамике, а не post factum и в "замороженном" состоянии, как это происходит при использовании большинства исследовательских методов.
Несмотря на очевидные успехи применения метода АЭ как в первом, так и во втором направлении, природа самого явления АЭ изучена не достаточно. Как показал анализ публикаций, в литературе практически отсутствуют экспериментальные данные о связи АЭ с твердорастворным упрочнением, энергией образования дефекта упаковки и многими другими структурными факторами, а немногие имеющиеся сведения отрывочны и даже противоречивы. Вместе с тем отсутствие четких представлений о природе АЭ и ее связи с деформационными механизмами не позволяет реализовать огромные потенциальные возможности метода акустической эмиссии на практике.
Цель работы и основные задачи исследования. Установление связи энергетических и спектральных характеристик акустической эмиссии с механизмами пластической деформации в медных сплавах.

Концентрационное упрочнение есть относительный рост предела текучести т при увеличении концентрации легирующего элемента. С ростом разницы размеров атомных радиусов | га -гъ I концентрационное упрочнение, как правило, возрастает [126].
Простейшее феноменологическое описание концентрационного упрочнения приведено Флейшером в 1961 г [131], где предполагалось, что напряжения пропорционально силе препятствия:
К~[А/(£С)+А2(Иц) , (2.9)
при этом соотношение А1/А2 зависит от ориентировки дислокации. Наилучшее согласование с измерениями для растворов меди дала комбинация [131]:
К = —?£ и„ (2.10)
1 + г8/2 " 4 ’
Стационарное движение дислокации в поле точечных препятствий рассматривается в различных теориях с учетом разных допущений, что приводит к отличным зависимостям сопротивления препятствий от концентрации твердого раствора, а значит и к различным значениям концентрационного упрочнения.
Так, в теории Флейшера дислокация рассматривается в поле случайных препятствий в приближении «неограниченно гибкой нити», а критическое напряжение, при котором дислокация движется неограниченно и стационарно определяется через максимальные внутренние напряжения в плоскости скольжения дислокации. В результате таких представлений получена зависимость [131-132]:
т/С} = р/3с1/2, (2.11)
где т - критическое напряжение; О - модуль сдвига; /- сила препятствия, с- концентрация примесных атомов; (3 - коэффициент , зависящий от / , нарастает от 0,58 до 0,89.