влияние структурных факторов на деформирование и

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ФАКТОРОВ НА ДЕФОРМИРОВАНИЕ И
РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ УДАРНО-ВОЛНОВОМ
НАГРУЖЕНИИ.
Гаркушин Г.В., Савиных А.С., Красновейкин В.А., Канель Г.И., Разоренов С.В.
Известно, что пластическая деформация приводит к упрочнению металлов и
сплавов вследствие накопления деформационных дефектов и, в случае больших
деформаций, уменьшения размера зерна. С другой стороны, данные о влиянии этих
факторов на напряжение течения и прочность материалов в условиях
высокоскоростного деформирования весьма немногочисленны и противоречивы [1,2].
В то время как твердость, предел текучести и предел прочности, измеряемые при
низкоскоростном деформировании, значительно возрастают после интенсивной
пластической деформации, недавние экспериментальные данные показывают, что
изменение сопротивления высокоскоростному деформированию и разрушению в
некоторых случаях может не наблюдаться или даже иметь обратный знак. Вероятно,
границы зерен и дефекты структуры, образованные интенсивной пластической
деформации, являются препятствиями для движения дислокаций при умеренных
напряжениях, но могут служить их источниками при более высоких напряжениях,
необходимых для высокоскоростного деформирования. В литературе обсуждаются
также
механизмы
зернограничного
проскальзывания,
характерного
для
деформирования ультрамелкозернистых материалов. Активация этих дополнительных
механизмов может увеличить скорость релаксации напряжений в мелкозернистом
материале и понизить напряжение течения в определенном диапазоне длительностей
нагрузки. Для проверки этого предположения и получения экспериментальных данных,
необходимых для построения и проверки теоретических моделей высокоскоростной
деформации, в рамках работы проведены систематические сравнительные
экспериментальные исследования эволюции упругопластических волн ударного сжатия
субмикросекундной длительности в металлах и сплавах с различной зеренной
структурой. В качестве модельных объектов исследованы тантал, магниевый сплав
Ма2-1 и алюминиевый сплав 6063Т6 в состоянии поставки и после интенсивной
пластической деформации.
Для регистрации структуры и эволюции интенсивных волн сжатия и разрежения
в исследуемых образцах используется метод непрерывных измерений истории
нагружения с высоким пространственным и временным разрешением. Динамическая
прочность материалов в микросекундном диапазоне длительностей нагрузки
исследуется путем анализа откольных явлений при отражении импульсов ударного
сжатия от свободной поверхности тела.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных
исследований (грант № 12-02-31682).
Литература:
1. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные
интенсивной пластической деформацией. М.: Логос. 2000. 272 с.
2. Канель Г.И., Разоренов С.В., Савиных А.С., Зарецкий Е.Б., Ю.Р. Колобов.
Исследование
структурных
уровней,
определяющих
сопротивление
высокоскоростному деформированию и разрушению металлов и сплавов. Препринт
ОИВТ РАН, № 1-478. – М., 2004, 32 с.