Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 2

Постепенное монотонное снижение значений ds/de свидетельствует о начале пластической деформации ‑ стадии II (ε = 1,8÷4,3 %). Активность АЭ на данной стадии значительно повышается, свидетельствуя об активной генерации дислокаций в материале. Появление пиков активности АЭ связано с особенностями и предысторией изготовления образца. После лазерной вырезки образца и небольшой последующей сошлифовки, сохранился поверхностно-закаленный слой, который привел к образованию поверхностных трещин. В связи с этим картина деформации имеет характер локализации, выраженный в виде макрополос, расходящихся от поверхностных трещин (рис. 5.1.2, б). Эта особенность проявилась на изменении графика интенсивности деформации сдвига (рис. 5.1.1, в) и наблюдается определенный разброс значений γ. Деформационный рельеф к концу стадии изменяется значительно (рис. 5.1.2, б).

На стадии III (ε = 4,3÷5,2 %) наблюдается рост значений ds/de, что извещает о начале протекания в материале процесса деформационного упрочнения. Генерация сигналов АЭ на данной стадии максимальна. Повышение активности АЭ до dN/dt = 18 с^-1 вызвано, по всей видимости, совокупным действием двух факторов: активной развитием дислокационных механизмов деформации и растрескиванием поверхностного слоя. Однако, деформационное упрочнение должно сопровождаться повышением плотности дислокаций и, как следствие, уменьшению длины их свободного пробега, снижением энергии излучаемых ими упругих волн и числа зарегистрированных сигналов АЭ. Но снижения активности АЭ не происходит в связи с образованием множественных микротрещин в упрочненном поверхностном слое. Пик величины ds/de при ε = 5,2 % соответствует очень короткому периоду действия стадии линейного упрочнения, отмеченной проф. Н.А. Коневой на четырехстадийной кривой течения [272].

Дальнейшая деформация, названная стадией IV, протекает со спадом деформационного упрочнения. Данная стадия является наиболее протяженной ‑ ε = 5,2÷10,8 %. Разделить данную стадию на параболическое упрочнение и упрочнение, убывающее с малой постоянной скоростью, не удалось из-за поверхностных особенностей образца. Активность АЭ на данной стадии монотонно снижается до значений dN/dt = 3 с^-1. Примерно с середины стадии IV начинается увеличение интенсивности деформации сдвига, характеризующее приближающуюся макролокализацию.

Отдельные из мезополос локализованной деформации, сформированные на более ранних стадиях, развились с образованием макрополос, распространяющихся через всю толщину образца (рис. 5.1.2, в). Это свидетельствует о наступлении завершающей стадии V макролокализации деформации, сопровождающейся образованием шейки. На данной стадии активность АЭ увеличивается лишь непосредственно перед разрушением. Образование шейки при этом приводит к резкому повышению в ³ 2 раза значения интенсивности деформации сдвига в зоне локализации g » 2.4·10^-4 (рис. 5.1.1, в), при этом остальная часть образца в этот период практически не деформируется.

В завершение отметим, что между значениями деформационного упрочнения и активности АЭ наблюдается корреляционная связь.

5.1.2. Образцы стали 20. Изменение содержания углерода в сталях сказывается не только на изменении количественных характеристик механических свойств (график кривой течения s=f(e)), но также и динамических, таких как регистрируемые параметры АЭ. Сталь 20 имеет более высокую пластичность в сравнении со сталью 45. Как показал эксперимент, в состоянии поставки пластичность стали 20, составила δ ~ 24 %, что, более чем в 2 раза превышает пластичность стали 45. На графике ds/de(рис. 5.1.3) так же, как и для стали 45, можно выделить 5 характерных стадий деформации, имеющих аналогичную последовательность (см. выше рис. 5.1.2).