Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 20

При степенях деформации, соответствующих последней стадии III в образце наблюдается вихревой характер развития деформации, сопровождающийся формированием выраженной макрополосы локализованной деформации (рис. 5.2.4, е). Вихревой характер пластического течения обусловливает нескомпенсированное развитие деформации в областях, расположенных слева и справа от надреза. Наиболее вероятно, меньшая релаксационная способность стали 45, по сравнению со сталью 20, приводит к возникновению таких нескомпенсированных поворотных моментов, в результате чего возникают несимметричные макрополосы локализованной деформации. Это может явиться дополнительным причиной более высокой активности АЭ на завершающей стадии IV (рис. 5.2.3, в, г).

Следует отметить, что развитие деформации на мезоуровне сопровождается образованием зоны локализации в форме пары сопряженных мезополос локализованной деформации, причем эта картина характерна и для более пластичной стали 20. Однако, формирования четко выраженных мезополос (как от острых трещин в покрытии) в обоих случаях не происходит, что, по всей видимости, связано с эффективной релаксацией напряжений в вершине надреза за счет механизмов деформации микромасштабного уровня, что отражается на кривых параметров акустической эмиссии.

Активность АЭ на стадиях упругой I и начала пластической деформации II незначительна и характеризуется излучением немногочисленных сигналов, излучаемых при образовании микротрещин, по всей видимости, расположенных на поверхности искусственно созданного концентратора напряжений. Основная генерация сигналов АЭ происходит на стадиях III и IV, где деформация протекает с равной степенью активности источников АЭ дислокационного типа и микротрещин. На границе стадий III и IV происходит все большее «разрыхление» основного деформируемого сечения образца, и излучаются сигналы, генерируемые микротрещинами, извещая о дополнительной локализации деформации. На первом этапе макролокализации (в начале стадии IV) происходит небольшое падение энергии излучения сигналов АЭ, характеризуя процесс деформации как «дислокационный», т.е. протекающий с преимущественным излучением сигналов АЭ дислокационного типа. Однако, активность генерации сигналов АЭ микротрещинами не снижается, и к концу стадии IV сравнивается с активностью сигналов АЭ дислокационного типа. Резкое увеличение числа событий АЭ, а также накопленной энергии АЭ, по всей видимости, соответствует увеличению скорости локализованной деформации. Активность накопления энергии сигналов АЭ повышается с середины стадии III и практически не убывает до разрушения образца. Суммарная энергия сигналов АЭ к моменту разрушения образца превышает в 6 раз (ΣE = 185 мВ2·с) значение энергии при деформации образца стали 20. Суммарный счет АЭ при этом составляет ΣN = 617 сигналов, что превышает суммарный счет АЭ для образца стали 20 более чем в 4 раза. На основании представленных данных можно считать, что средняя удельная энергия единичных сигналов АЭ для полного многостадийного процесса деформации и разрушения образцов сталей 20 и 45 различается незначительно. Суммарный счет сигналов АЭ, излучаемых источниками дислокационного типа, для образцов каждого из исследуемых материалов (сталь 20 и 45) превышает суммарный счет сигналов АЭ при излучении микротрещинами в 1,5 раза. Таким образом, основное различие в механизме проявления АЭ заключается в моменте повышения активности каждого их типов источников АЭ: для более пластичной стали 20 – это стадии упругой и начала пластической деформации II, по окончании которой скольжение не сопровождается излучением сигналов с большой энергией и, при установленной чувствительности акустической аппаратуры, сигналы не регистрируется; для стали 45 – это стадии III и IV, на которых введение надреза влияет на уменьшение пластичности, увеличение интенсивности концентрации напряжений в локализованной зоне деформации, и, как следствие, увеличение активности сигналов АЭ.