Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 29

Наибольшую чувствительность к надрезу проявили титановые сплавы. Высокая активность АЭ, вызванная высокой энергией излучения двойников и дислокаций, проявилась с самого начала деформации и имела степенную зависимость N(t) (рис. 5.2.14).

Выявлена зависимость средней удельной энергии сигналов АЭ от пластичности материалов. С повышением пластичности деформируемых образцов с надрезом при прочих равных условиях (скорость деформации, размеры концентратора и образца параметры регистрации АЭ и др.) средняя удельная энергия сигналов АЭ E_{АЭ УД.} уменьшается (рис. 5.2.15).

Установленная количественная связь E_АЭ УД.(d) может является критерием чувствительности материала к концентрации напряжений. На этом основании представленные материалы в ряду чувствительности к концентрации напряжений в порядке повышения чувствительности можно расположить следующим образом: сталь 20, АМг6АМ, сталь 45, Д16АТ, ОТ4, ВТ20.

Выводы по разделам 5.1. и 5.2

В случае гладких образцов, как правило, количество стадий (согласно графику коэффициента деформационного упрочнения) составляет 4, причем первая соответствует упругой деформации, а последняя отражает макролокализацию в шейке. В трех случаях: 1) наличие в стали 45 термоупрочненной (закаленной) кромки, испытывающей растрескивание при растяжении; 2) наличие площадки текучести для стали 45 и в стали 20, сопровождаемое распространением полосы Людерса при растяжении; 3) проявление эффекта прерывистой текучести при растяжении образцов сплава АМг6АМ, наблюдается наличие 5-й стадии, которая отражает проявление этих эффектов.

Активность АЭ проявляется по-разному в различных исследованных материалах, и определяется физикой процессов пластической деформации. При этом АЭ наиболее активно генерируется в титановых сплавах, причем этот процесс характерен для всего времени нагружения. В гладких образцах сталей основная активность АЭ соответствует началу активной пластической деформации (стадии II и III). В образцах алюминиевых сплавов наблюдается два характерных периода активности АЭ: на границе стадий I и II (упругой и пластической деформации) и стадии III.

Достаточно хорошая корреляция наблюдается между выявленными стадиями на графике коэффициента деформационного упрочнения и характером изменения интенсивности деформации сдвига. При этом ограниченное увеличение оптической системы (а также отсутствие стационарного места фоторегистрации поверхности образца) не позволяет точно определить момент перехода ведущей роли деформации от микро- к мезомасшатбному уровню. С другой стороны, время перехода к стадии макролокализации (формирования шейки) всегда достаточно хорошо согласуется между этими двумя методами.

Наблюдаемый эффект снижения интенсивности деформации сдвига в образцах с надрезом имеет достаточно простое объяснение. Поскольку для видеосъемки использовался объектив, имеющий поле зрения в 3-4 раза меньше, чем ширина образца, он не мог захватить всю область, вовлеченную в развитие локализованной пластической деформации. Таким образом, как только область локализации «опускалась» ниже поля зрения объектива расчетное значение g снижалось. Однако, как только масштаб локализации деформации достигал уровня макро, величина ИДС вновь начинала возрастать, отражая макролокализацию, предшествующую разрушению.

При растяжении образцов сталей с надрезом различная пластичность образцов (связанная с релаксационной способностью материала) может оказывать существенное влияние на характер развития деформации и генерации АЭ. В более пластичной стали 20 основная активность АЭ (подобно гладким образцам) регистрируется на начальных этапах деформации. В более прочной стали 45 пик активности АЭ приходится на более поздние стадии, что отличает его от деформирования гладкого образца.