Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии (Постановка задачи, материал и методика исследований), страница 10

Исследование образцов с электрозионной обработкой проводили на одной амплитуде прогиба y_max = 5,0 мм. Напряжение цикла s_max определялось расчетным путем (см. раздел 2.2) по результатам полученных измерений толщины образцов после электроэрозионной обработки их поверхности. Дисперсия измерений по толщине связана с особенностями электроэрозионной обработки, при которой минимальный допуск на отклонение по размеру обрабатываемой поверхности определяется током импульсов обработки и как следствие шероховатостью обработанной поверхности. Максимальное среднеквадратическое отклонение по толщине в рамках одного тока обработки не превышает 0,7 %, по всем образцам – 2 %.

Таблица 2.3.4 Программа исследований образцов сплава Д16АТ с электроэрозионной поверхностной обработкой

Программа эксперимента	Ток имп. эл. эрозии-онной обработки, А	Шеро-ховатость, мкм	Количество циклов испытания N	Толщина образца, мм	Напряжение цикла smax, МПа	Амплитуда прогиба ymax, мм
разрушение	3	54	297365	2,10	295	5,0
разрушение	3	54	261353	2,07	290	5,0
разрушение	12	90	345680	2,12	298	5,0
разрушение	12	90	390108	2,10	295	5,0
разрушение	18	122	293063	2,13	299	5,0
разрушение	18	122	337374	2,02	281	5,0
разрушение	33	137	249208	1,78	250	5,0
разрушение	33	137	304667	1,76	247	5,0

После проведения циклических испытаний, структурного анализа и определения микротвердости проводилось определение стадий усталости на основании анализа эволюции дефектной структуры по параметрам АЭ.

Выводы:

На основании анализа литературных данных в области использования акустической эмиссии для исследования эволюции дефектной структуры сформулированы основные не решенные на сегодняшний день задачи.

Применение в машиностроении широкого круга конструкционных материалов создало необходимость в проводимых исследованиях расширить область проводимых исследований на поликристаллические материалы с различными типами кристаллической решетки (ОЦК, ГЦК, ГПУ). Существующее разнообразие методов обработки материалов привело к рассмотрению возможности применения метода АЭ для изучения особенностей деформации и разрушения материалов с различными видами объемной термической и поверхностной химикотермической обработки. Различные виды нагружения позволили рассмотреть возможные способы механического воздействия на материалы.

В результате проведенного анализа выбор конструкционных материалов был ограничен следующими материалами:

-  сталь 20, сталь 45, 12Х18Н10Т (ОЦК кристаллическая решетка);

-  алюминиевые сплавы Д16АТ и АМг6АМ (ГЦК кристаллическая решетка);

-  титановые сплавы ОТ4 и ВТ20 (ОЦК кристаллическая решетка).

По виду обработки материалов использовались:

-  объемная термическая с различной степенью отпуска (сталь 45);

-  поверхностная химико-термическая – азотирование (12Х18Н10Т);

-  электроэрозионная поверхностная (сплав Д16АТ).

По виду механических испытаний применялись:

-  квазистатическое одноосное растяжение;

-  циклические испытания изгибом.

Для анализа влияния концентраторов напряжений испытывались:

-  гладкие образцы;

-  образцы с надрезами.

В работе использовалось современное  оборудование для механических испытаний и приборы для измерений В процессе выполнения работы были разработаны и изготовлены установка для испытаний на циклическую усталость с пониженным уровнем акустических и механических шумов, акустико-эмиссионный программно-аппаратный комплекс для регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии.