Определение диаграмм деформационного упрочнения поверхностных слоев металлических материалов по результатам испытаний на вдавливание и царапание индентором Берковича

• Автор: Смирнова, Евгения Олеговна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Диссертация выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте машиноведения Уральского отделения Российской академии наук

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДАМИ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Развитие методов определения твердости
1.1.1. Методы вдавливания
1.1.2. Царапание
1.2. Определение диаграммы деформационного упрочнения
по результатам исследования твердости
1.3. Особенности исследования материалов на зондовых наномеханических испытательных системах и инструментированных микротвердомерах
1.4. Постановка цели и задач исследования
2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Приборы и методы микро- и нано механических исследований .
2.2. Подготовка поверхности образцов перед наномеханическими испытаниями
2.3. Методика моделирования с использованием универсальной программной системы конечно-элементного анализа АИБУБ
2.3.1. Основные уравнения и модели материалов
2.3.2. Конечные элементы
2.3.3. Опции вычислительной постановки
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАГРАММ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЁВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Моделирование испытаний
3.1.1. Вдавливание индентора

3.1.2. Царапание
3.2. Методика определения диаграмм деформационного упрочнения .
3.3. Программная реализация методики
ВЫВОДЫ
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАГРАММ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ
4.1. Методика проведения измерений
4.2. Медь МОб и армко-железо
4.3. Сварное соединение листов из сплава 01420Т
4.4. Влияние содержания алюминия на прочностные свойства
сплава Ее-Сг-А
4.5. Сопоставление полученных результатов с расчетами по формуле Д.Тейбора
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Продолжение таблицы 1.

индентора
Форма
Геометрические соотношения
Бирбаума
2л/з-эш 35.26'
• = 0.5а;
к = —т=с^35.26 = 0.4083а;

а а"^
У1 = —tg30 =------= 0.2887а;

□ а-Уз
У2 = cгtgЗQ =--------= 0.5774а;

площадь проекции - Ас= 2.6Н ;

площадь поверхности - Л = 4.5А ; эквивалентный угол конуса -0^ =42.28°;

■ = 0.5
Кнупа

с?! =2/г/дар
^2 =2Афа2;
а] =86.25°; а2 =65°;
площадь проекции - Ас= 0.07с/ ;
2 2 = 2й = 65.44А ;
эквивалентный угол конуса -
0ед = 77.64 ;
= 0.9
Трехгранный индентор Бирбаума - угол куба — обладает наименьшим эквивалентным углом в вершине (0 = 42,28°) из всех инденторов, применяемых в наноиндентировании. При равной нагрузке он вытесняет примерно в 3 раза больший объем материала, чем инденторы Виккерса и Берковича. Большие контактные напряжения приводят к быстрому неконтролируемому затуплению вершины индентора, поэтому их использование весьма ограничено. Однако он
легче повреждается в работе. Индентор Кнупа представляет собой четырёх-