Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 17

Наблюдаемая активность АЭ на стадиях I, II в стали 20, вполне объяснима. Данная сталь является малоуглеродистой; деформационное упрочнение в ней крайне мало. Это и должно обусловливать низкая активность АЭ, которая имеет место в самом начале пластической деформации (стадии I - II). Это подтверждается и графиком значения ИДС, которая на первых трех стадиях практически постоянна. Причиной этому является отсутствие локализаций; кроме того, материал достаточно пластичен, что подтверждает достаточно высокое значение гамма вплоть до момента наступления макролокализации деформации.

По всей видимости, специфика деформационного поведения сплава Д16АТ, определяемая подавлением дислокационного скольжения за счет механизмов Орована, обусловливает изначально невысокую активность генерации АЭ, а после достижения предела текучести последняя достигает своего максимума. В любом случае, деформация Д16АТ заметно отличается от всех других исследованных материалов. По этой причине данный материал был более подробно изучен в условиях локализованной деформации.

Сравнивая полученные данные можно сказать, что развитие деформации большинства гладких образцов исследованных материалов, рассчитанное на основе анализа полей векторов перемещений, весьма подобно. Однако, количественные значения интенсивности деформации на отдельных стадиях, а также длительность стадий, которая косвенно связана и со скоростью деформации, для различных исследованных сплавов различны.

Существенно различимой на каждой из стадий деформации для разных материалов является АЭ. Для ее правильной интерпретации и были выбраны широко используемые и распространенные методы тензометрии и корреляционного анализа изображений поверхности. При комбинированном использовании данных методов удалось выявить ряд особенностей проявления различных механизмов деформации на разных стадиях, установить взаимосвязь между микро-, мезо- и макромасштабными уровнями, а также пронаблюдать их согласованное самоорганизованное действие в процессе деформации.

В заключение следует отметить, что стадийный характер деформации, выявленный по графику коэффициента деформационного упрочнения, достаточно хорошо согласуется с графиком интенсивности деформации сдвига. При этом на начальных степенях деформации такая корреляция может проявляться в меньшей степени, что может быть лимитировано ограниченным увеличением оптической системы и отсутствием возможности регистрации локальной деформации на микроуровне. В дальнейшем же, изменение деформационных характеристик макро- и мезомасштабных уровней достаточно хорошо коррелирует между собой.

Для исследования особенностей развития локализованной деформации и ее стадийности была проведена серия экспериментов, в которых испытанию на растяжение подвергались образцы материалов, описанных выше в разделе 5.1, в выполненными на них в центральной части надрезами в виде острой V-образной выточки с углом раскрытия 60 º и радиусом закругления ~ 50 мкм. Исследования, подобно методике, применяемой в разделе 5.1, проводились с комбинированным использованием трех методов: тензоизмерительного, оптико-телевизионного и акустико-эмиссионного.

5.2.1. Образцы стали 20. Характерной особенностью развития деформации в образцах стали 20 является достаточно низкое значение напряжения течения, а также наличие на кривой течения ниспадающего участка, соответствующего макролокализации деформации перед разрушением – стадия III (рис. 5.2.1, а). На графике «s-e» можно выделить три характерных участка (стадии), отражающие изменения во времени внешнего деформирующего напряжения. Кривая течения образца стали 20 и последующих, представленных в данном разделе образцов с надрезами, не содержат стадии упругости I и начинаются со стадии текучести II. Графики, отображающие интенсивность деформации сдвига (рис. 5.2.1, б) и параметры АЭ (рис. 5.2.1, в, г), включают период упругой деформации I, так как регистрировались во времени.