Также хрупкое разрушение регистрировалось при испытаниях материалов с модулем упругости E > 200 ГПа, высоким пределом прочности и сравнительно малым коэффициентом ударной вязкости. В их числе: закаленная углеродистая сталь с объемной и поверхностной закалкой, прутки вольфрама, молибдена. Образование макротрещин, зарождающихся, как правило, на поверхности материала или слоя (при деформации неоднородного многофазного материала) регистрировалось с помощью оптической микроскопии при увеличении до ×500.
На представленных фотографиях (рис. 4.2.5) отчетливо видны образовавшиеся в упрочненном поверхностном слое трещины. Образование данных трещин зарегистрировано АЭ системой в процессе растяжения образца.
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.2.5 Фотографии поверхности образца стали 12Х18Н10Т с упрочненным слоем |
|
С использованием локации по методикам, приведенным в разделах 3.1 и 3.3, было определено их точное местоположение и рассчитана энергия АЭ сигнала. Мгновенное образование трещины, как правило, сопровождается излучением одного-двух сигналов большой и энергии и множества сигналов с небольшой амплитудой и энергией. Зарегистрированные сигналы с низкой энергией являются следствием быстрого развития пластической зоны вблизи образовавшейся новой поверхности, которой является трещина. Подробно механизмы роста активности при деформации стали 12Х18Н10Т с упрочненным поверхностным слоем рассмотрены в разделе 5.3.
На рис. 4.2.6 представлена экспериментально полученная зависимость энергии АЭ, зарегистрированной при образовании поверхностных трещин в покрытиях различной толщины. График имеет монотонно возрастающую, но не линейную зависимость. Нелинейность зависимости, по всей видимости, связана с характеристиками динамического диапазона регистрирующей аппаратуры.
|
|
|
Рис. 4.2.6 Зависимость зарегистрированной энергии АЭ от величины приращения трещины |
На рис. 4.2.7 представлены сигналы и их вейвлет и Фурье спектры для зарегистрированных от трещин сигналов АЭ. Для всех сигналов были установлены некоторые характерные особенности. Макротрещины излучают сигналы АЭ акселерационного типа, то есть имеют нарастающий фронт, что говорит о динамическом развитии процесса образовании трещины: трещина не появляется мгновенно. Фронт сигнала имеет увеличивающиеся по амплитуде осцилляции. После достижения максимума следует снижение амплитуды осцилляций по релаксационному типу (затухающая во времени амплитуда осцилляций). Релаксационная волна может быть модулирована низкочастотной составляющей, которая может возникнуть либо в результате суммирования первичной волны с переотраженной волной, или в результате многоступенчатого развития трещины.
|
а) |
б) |
|
|
г) |
|
|
е) |
|
Рис. 4.2.7 Зарегистрированные при образовании трещин сигналы АЭ а), б), их вейвлет- в), г) и Фурье- д), е) спектры |
|
По имеющимся в литературе данным развитие трещин в упрочненных слоях начинается с процесса нарастания напряжений в подповерхностной зоне в месте будущего образования трещины. Несовместимость упругих деформаций двух сред с различными механическими свойствами на границе их раздела приводит к возникновению на этой границе распределенных концентраторов напряжений. При достижении критической величины напряжений концентраторы приводят к прорастанию трещины и генерируют в объем материала дефекты: дислокации, дисклинации [269, 270]. После достижения максимума следует снижение амплитуды осцилляций по релаксационному типу (затухающая во времени амплитуда осцилляций). Спектр имеет максимум в области низких частот (до 200 кГц) значительно отличающийся по магнитуде от остальной части спектра (рис. 4.2.7). Амплитуда и энергия сигналов АЭ зависят от величины приращения трещины. Излучаемые при этом упругие волны АЭ при указанных в разделе 3.1 настройках аппаратуры характеризовались следующими параметрами: энергия АЭ ЕАЭ > 20 мВ2с, частотный коэффициент Kf = 2,5 – 4,0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
в)
д)