Исследование стадийности деформации и разрушения и эволюции дефектной структуры при квазистатическом одноосном растяжении образцов конструкционных поликристаллических материалов, страница 30

В образцах титановых сплавов с надрезом наличие надреза катастрофически снижает удлинения до разрушения. При этом подобно деформации других «высокопрочных» материалов (стали 45, сплава Д16) активность АЭ возрастала по мере увеличения степени деформации. Это является одним из наиболее значимых отличий в характере генерации АЭ по сравнению с гладкими образцами и может являться критерием чувствительности материалов к концентрации напряжений. При деформировании образцов с надрезом пластичных материалов (сталь 20, сплав АМг6АМ) характер активности АЭ лучше согласуется с таковым для деформирования гладких образцов.

В образцах алюминиевых сплавов выделены лишь две стадии, несмотря на то, что факт макролокализации подтверждается данными измерения интенсивности деформации сдвига, что говорит об их значительном упрочнении в процессе деформации. Таким образом, оптический метод измерения деформации в ряде случаев более чувствителен, чем тензометрия.

Материалы с покрытиями являются как практически востребованным конструкционным материалом, так и модельным объектом исследований, поскольку за счет различия физико-механических характеристик покрытия и основы и несовместности деформации в них при нагружении позволяют проследить зарождение мезоконцентраторов напряжений и процессы, связанные с их релаксацией. Подобные работы с использованием оптико-телевизионного метода TOMSC были проведены в группе академика Панина В.Е., на примере ионно-азотрированых образцов сталей при статическом растяжении в рамках методологии физической мезомеханики [286-288]. Другим способом, позволяющим in situ исследовать процессы деформации и разрушения, является метод акустической эмиссии [73].

Исследованию особенностей деформации материалов с упрочняющими покрытиями уделяется большое внимание и посвящено много работ [289 и др.]. При этом известно, что поверхность оказывает большое влияние на инициирование и развитие деформации [290-292], которая, в свою очередь, является сложным многоуровневым и многостадийным процессом, включающим различные механизмы пластического течения и разрушения. Кроме того, дефектная структура, сформированная в материале до начала нагружения, в значительной мере определяет закономерности его последующего поведения в процессе деформации [293].

Особая роль упрочненного поверхностного слоя в развития деформации [290] приводит к тому, что структура и свойства поверхностного слоя начинают играть ключевую роль в развитии деформации в материале в целом. Образование большого числа трещин при деформации материала с упрочненным поверхностным слоем может привести к появлению и активному развитию дополнительного структурного мезоуровня пластической деформации и различным эффектам, например, повышению относительного удлинения поверхностно упрочненных образцов в сравнении с неупрочненными [294]. В литературе также широко обсуждается концепция множественного растрескивания, в рамках которой также могут наблюдаться подобные эффекты [295].

Непосредственное микроскопическое наблюдение и количественный анализ топографии и рельефа на поверхности, несомненно, является наиболее достоверным способом визуального контроля особенностей изменения состояния поверхностных слоев при деформации. По этой причине оптико-телевизионный метод получил широкое развитие и применение для исследований материалов в условиях различных видов нагружения [296]. Однако, деформация материала помимо поверхности протекает и в объеме, поэтому анализ потоков деформационных дефектов в реальном времени может является источником информации о ее механизмах на разных стадиях деформации. АЭ при деформации и разрушении материалов содержит значительный объем важной информации об изменениях структуры материала, механизмах, энергии разрушения, скорости деформации и т.д. [297].