Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 41

На стадии 14 мкм III параболического упрочнения происходит значительное увеличение активности АЭ, регистрируемых при микро- и макротрещинообразовании при соответствующем снижении активности АЭ сигналов дислокационного типа. Увеличение толщины упрочненного слоя приводит к увеличению пространственного периода растрескивания. При деформации e = 1,9 % это различие составляет 2,5 раза (рис. 5.3.5), что на стадии III приводит к увеличению скорости локальной деформации, а соответственно амплитуды и энергии ансамбля микродефектов и перерастании их в энергию акустического излучения макродефектов (макротрещин). Стадия 14 мкм IV линейного деформационного упрочнения вплоть до начала образования шейки (e» ¸ 36 %), подобно образцу с покрытием 10 мкм, протекает с монотонным спадом активности сигналов АЭ всех типов, что также связано со снижением скорости локальной деформации, вызванной уменьшением периода растрескивания поверхностного слоя, увеличением плотности дислокаций и уменьшением длины их свободного пробега. Увеличение скорости локальной деформации перед разрушением приводит к небольшому всплеску активности сигналов АЭ дислокационного типа.

Образцы с азотированным слоем 30 мкм

Первая стадия упругой деформации протекает при постоянном уровне деформационного упрочнения / = 5 (рис. 5.3.10, б), что подтверждает сдерживающую роль покрытия в отношении распространения микропластической деформации на стадии 30 мкм I упругости. Данная стадия характеризуется такой же степенью активности регистрируемых источников АЭ дислокационного типа и типа микротрещин. Одной из основных особенностей деформации стали с покрытием 30 мкм является сохранение практически стабильного уровня активности АЭ, соответствующей дислокационным источникам, при степенях деформации e»0,7 ¸ 2,5 %, не свойственной пластичным материалам, для которых характерно наличие пика при достижении физического предела текучести, и последующее монотонное снижение активности АЭ. Данное явление может быть интерпретировано следующим образом. В образце с покрытием 30 мкм добавление новых вторичных трещин происходит в большем диапазоне деформаций, чем в образцах с покрытием 10 и 14 мкм, что увеличивает длительность вовлечения новых локальных объемов в пластическое деформирование. Более глубокое проникновение мезополос локализованного сдвига к противоположным сторонам образца и уширение зон повышенной пластичности в местах вновь образующихся трещин также приводит к увеличению длительности стадии локализованной деформации. Поддержание постоянной скорости общей деформации на стадии 30 мкм III выражено горизонтальной площадкой на кривой деформационного упрочнения (рис. 5.3.10, б). Это в свою очередь приводит к более длительной активности регистрируемых сигналов АЭ дислокационного типа при общем уменьшении численного значения максимального пика. Существенное повышение на стадии 30 мкм III активности сигналов АЭ, регистрируемых при микротрещинообразовании, выше уровня активности сигналов дислокационного типа, также связано с поддержанием высокой скорости общей, а значит и локальной, деформации.

Наличие стабильной активности АЭ между точками 5 и 6 (рис. 5.3.10, а) также может быть вызвано и «слиянием» двух пиков активности источников АЭ дислокационного типа. Первый пик активности АЭ (точка 5, рис. 5.3.10,а) при этом может соответствовать физическому пределу текучести σТ1 на стадии 30 мкм II преимущественно локализованной деформации пластичной подложки в местах образования первичных трещин. Второй пик активности сигналов АЭ дислокационного типа (точка 6 рис. 5.3.10, а) наступает в момент достижения физического предела текучести σТ2 второй стадии, соответствующей образованию сетки вторичных трещин. Скачкообразный переход к образованию вторичных трещин можно наблюдать при деформации ε ~ 2 % на графике изменения пространственного периода растрескивания (рис. 5.5.5). При этой же степени деформации наблюдается повышение активности источников АЭ излучаемых макротрещинами (конец стадии 30 мкм IV). Стадия 30 мкм V линейного упрочнения сопровождается снижением активности АЭ с периодическими всплесками и заканчивается подобно образцам с упрочненным слоем 10 и 14 мкм при достижении ε ~ 36 %. Нужно отметить, что механические характеристики образцов с покрытиями 10, 14 и 30 мкм мало отличаются и незначительно отличаются от механических характеристик образцов без покрытия.