Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии (Постановка задачи, материал и методика исследований), страница 8

V – стадия с убывающим с малой квазипостоянной скоростью зависимости ds/de = f(e),

VI – стадия, характеризующаяся началом снижения графика зависимости s = f (e), связанным с локализацией деформации (образованием шейки) и приобретение отрицательных значений величины ds/de.

Второй тип деформационной кривой (рис. 2.3.4, б) характеризуется отсутствием стадий III и IV П. Для третьего типа деформационной кривой (рис. 2.3.4, в) характерно наличие локальных скачков напряжений на зависимостях s = f (e) и ds/de = f(e), получивших название эффекта Портевена–Ле Шателье.

Процесс механических испытаний на установке АЛА-ТОО ИМАШ 20-75(78) сопровождался постоянной цифровой фото-регистрацией структурных изменений полированной поверхности с использованием оптико-телевизионной измерительной системы (ОТИС) комплекса TOMSC [227-229]. В зависимости от вида проводимых исследований и подготовки образцов, фотографированию подвергались различные области на поверхности образца. Нагружающее устройство установки АЛА-ТОО ИМАШ 20-75(78) позволяет осуществлять приложение горизонтальной растягивающих нагрузок равномерно в обе стороны, что делает возможным регистрацию центральной части гладкого образца с равномерной пластичностью и анизотропией свойств по его длине. При исследовании гладких образцов без покрытий объектив микроскопа направлялся на среднюю часть образца, а в начале приложения нагрузки осуществлялся поиск области с наименьшими смещениями относительно центра. Далее стационарное положение объектива ОТИС позволяло наблюдать и регистрировать одно и то же место поверхности образца в процессе его растяжения.

При исследовании образцов с острым односторонним V–образным надрезом глубиной 0,3 мм область наблюдения располагалась немного ниже зоны концентратора напряжений, что позволяло в процесс регистрации оперативно подстраивать положение объектива при незначительном смещении места деформации в процессе приложения нагрузки (рис. 2.3.5).

Рис. 2.3.5 Схематическое изображение образца с надрезом и наблюдаемая зона локализованной деформации

На рис. 2.3.6 приведена фотография наблюдаемой поверхности в зоне надреза на различных стадиях деформации.

а)

52б)

s2t20_0135в)

Рис. 2.3.6 Фотографии структуры поверхности образца стали 20 с надрезом на разных стадиях деформации: а) e ~ 0.5%, б) e ~ 2,8 % и б) e ~ 6,5 %

При исследовании образцов стали 12Х18Н10Т с упрочняющим покрытием, образованным в процессе азотирования область наблюдения захватывала покрытие целиком и часть подложки материала образца. Учитывая, что растрескивание упрочненного слоя происходило достаточно равномерно по поверхности, и что область захвата изображения была намного больше периода растрескивания, появление трещин регистрировалось в любом из наблюдаемых мест (рис. 2.3.7).

Рис. 2.3.7 Схематическое изображение образца с азотированным упрочненным слоем и наблюдаемая зона деформации

Изображение упрочненного слоя в процессе образования трещин приведено на рис. 2.3.8

а)

б)

в)

Рис. 2.3.8 Фотографии поверхности образца стали 12Х18Н10Т с упрочненным слоем

Для регистрации сигналов АЭ на установленный в захваты испытательной машины образец крепились преобразователи АЭ, подключаемые к АЭ комплексу. на образец устанавливались два пьезоэлектрических преобразователя (ПП) GT301 или GT200, в зависимости от диапазона частот, который необходимо регистрировать (см. раздел 2.2 и 3.1). Общий вид испытательной ячейки установки АЛА-ТОО ИМАШ 20-75(78) изображен на рис. 2.3.9.

Рис. 2.3.9 Общий вид ячейки с установленным образцом

Гладкие образцы испытывали при скорости перемещения активных захватов 0.5, 1, 2 и 4 мм/мин, что соответствовало относительной скорости деформации 2.1·10-4, 4.2·10-4, 8.3·10-4 и 1.7·10-3 с-1.соответственно.