Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть I. Эффект адиабатического сдвига

М. Ю. Симонов, О. Б. Наймарк, Ю. Н. Симонов, М. Н. Георгиев, Г. С. Шайманов, Д. Д. Карпова, Д. А. Билалов

Аннотация


Проведены исследования структуры, динамической трещиностойкости и характеристик механических свойств закаленной и отпущенной конструкционной стали 09Г2С. Рассмотрены особенности структуры в зонах пластической деформации под поверхностью разрушения после однократных динамических испытаний. Исследованы структурные особенности полос адиабатического сдвига, которые образуются в стартовой области зоны пластической деформации, а также в области силового воздействия молота копра. Определено влияние образования полос адиабатического сдвига на уровень динамической трещиностойкости. Рассчитаны температуры, возникающие в стали в процессе динамического изгиба.

Ключевые слова


зона пластической деформации; систематические измерения микротвердости; структура; полосы адиабатического сдвига; конструкционные стали; zone of plastic strain; systematic measurements of microhardness; structure; bands of adiabatic shear; structural steels

Полный текст:

PDF

Литература


Тернер К. Измерение вязкости разрушения при ударном испытании с осцилографированием / В кн.: Ударные испытания металлов. М.: Мир, 1973. С. 100 - 122.

Чаусов Н. Г., Засимчук Е. Э., Маркашова Л. И. и др. Особенности деформирования пластичных материалов при динамических неравновесных процессах // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75, № 6. С. 52 - 59.

Каминский А. А., Пестриков В. М. Докритический рост трещин в вязко-упругих стареющих материалах // Прикладная механика. 1981. Т. 17, № 10. С. 112 - 116.

Matvienko Yu. G., Morozov E. M. Some problems in linear and non-linear fracture mechanics // Engineering Fracture Mechanics. 1987. V. 28, No. 2. С. 127 - 138.

Баренблатт Г. И. Математическая теория равновесных трещин, образующихся при хрупком разрушении // Прикладная механика и техническая физика. 1961. № 4. С. 3 - 56.

Дроздовский Б. А., Морозов Е. М. О двух механических характеристиках, оценивающих сопротивление разрушению // Заводская лаборатория. 1971. № 1. С. 78 - 89.

Андрейкив А. Е. Разрушение квазихрупких тел с трещинами при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова думка. 1979. 141 с.

Анпилов А. В., Баллов В. В., Морозов Е. М., Щенинков В. П. Определение КИН для сквозных трещин в цилиндрических оболочках с помощью весовых функций, полученных методом голографической интерферометрии // Заводская лаборатория. 1997. № 2. С. 50.

Гаврилов Д. А., Пестриков В. М., Пинчук A. B. Метод определения параметров функций, аппроксимирующих результаты механических испытаний // Заводская лаборатория. 1993. № 2. С. 56 - 58.

Морозов Е. М. Вязкость разрушения при некорневой особенности напряженного состояния у вершины трещины // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78, № 12. С. 65 - 66.

Mironov A., Morozov A. Correlations in tensor models from character calculus // Physics Letters. Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics. 2017. V. 774. P. 210 - 216.

Morozov E. M. The concept of ultimate crack resistance // Industrial Laboratory. 1997. V. 63, No. 12. С. 749 - 753.

Morozov E., Bulatova A., Zakharov M. Experimental fracture assessment diagram by ultimate crack resistance // The 19th European Conference on Fracture (ECF19) Fracture Mechanics for Durability, Reability and Safety. 2012.

Irvin G. R. Analysis of stresses near a crack to the crack extension force // J. of Appl. Mech. 1957. V. 24, No. 3. P. 361 - 364.

Клевцов Г. В., Швец Г. Б. Рентгенографический анализ как метод исследования изломов. Л.: Машиностроение, 1986. Вып. 35. C. 3 - 11.

Helena Jin, Wei-Yang Lu, Sandip Haldar, Hugh A. Bruck. Microscale characterization of granular deformation near a crack tip // Journal of Materials Science, October 2011. V. 46, Iss. 20. P. 6596 - 6602.

Luke N. Brewer, David P. Field, Colin C. Merriman. Mapping and Assessing Plastic Deformation Using EBSD. Electron Backscatter Diffraction in Materials Science. 2009. P. 251 - 262.

Plekhov O., Fedorova A., Kostina A., Panteleev I. Theoretical and experimental study of strain localization and energy dissipation at fatigue crack tip // Procedia Materials Science. 2014. No. 3. С. 1020 - 1025.

Iziumova A., Plekhov O. Calculation of the energy J-integral in plastic zone ahead of a crack tip by infrared scanning // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. 2014. V. 37, No. 12. С. 1330 - 1337.

E-Wen Huang, Soo Yeol Lee, Wanchuck Woo, Kuan-Wei Lee. Three-Orthogonal-Direction Stress Mapping around a Fatigue-Crack Tip Using Neutron Diffraction // The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International. 2011.

Buffičre J.-Y., Ferrie E., Proudhon H., Ludwig W. Three dimensional visualisation of fatigue cracks in metals using high resolution synchrotron x-ray microtomography // Materials Science and Technology 2006. V. 22(9). P. 1019 - 1024.

Herbig M., King A., Reischig P. et al. 3-D growth of a short fatigue crack within a polycrystalline microstructure studied using combined diffraction and phase-contrast x-ray tomography // Acta Materialia. 2011. V. 59. P. 590 - 601.

Hui Li, Hiroyuki Toda, Kentaro Uesugi et al. Application of diffraction-amalgamated grain boundary tracking to fatigue crack propagation behavior in high strength aluminum alloy // Materials Transactions. 2015. V. 56, No. 3. P. 424 - 428.

Withers P. J. Fracture mechanics by three-dimensional crack- tip synchrotron x-ray microscopy // Philosophical Transactions A. 2015. V. 373, Iss. 2036. Art. No. 20130157.

Wright T. W., Ravichandran G. Canonical aspects of adiabatic shear bands // International Journal of Plasticity. 1997. V. 13, No. 4. P. 309 - 325.

Molinari A., Clifton R. J. Analytical characterization of shear localization in thermoviscoplastic materials // J. Appl. Mech. 1987. V. 54. P. 806 - 812.

Ляпунова Е. А., Петрова А. Н., Бродова И. Г. и др. Исследование закономерностей локализации пластической деформации и формирования многомасштабных дефектных структур в процессе динамического нагружения алюминиевого сплава 6061 // Физическая мезомеханика. 2012. Т. 15, № 2. С. 61 - 67.

Zener C., Hollomon J. H. Effect of strain rate upon plastic flow of steel // J. Applied Phys. 1944. V. 15, No. 1. P. 22 - 32.

Беликова А. Ф., Буравова С. Н., Гордополов Ю. А., Сайков И. В. Природа образования полос локализованной деформации при динамических нагрузках // Вестник ТГУ, 2010. Т. 16, № 3. С. 908 - 909.

Беликова А. Ф., Буравова C. Н., Гордополов Ю. А. Локализация деформации и ее связь с деформированным состоянием материала // Журнал технической физики. 2013. Т. 83, Вып. 2. С. 153 - 155.

Соковиков М. А., Баяндин Ю. В., Ляпунова Е. А. и др. Локализация пластического сдвига и механизмы разрушения при динамическом нагружении металлов // Вычислительная механика сплошных сред. 2013. Т. 6, № 4. С. 467 - 474.

Пухов М. А., Пушков В. А., Борисенюк В. А. и др. Исследование локализации адиабатического сдвига в меди марки М1 методом составного стержня Гопкинсона // Проблемы прочности и пластичности, 2015. Т. 77, № 4. С. 379 - 384.

Георгиев М. Н., Симонов Ю. Н., Симонов М. Ю. Влияние длины трещины и боковых надрезов на реализацию условий плоской деформации при ударном нагружении // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. Т. 76, № 9. С. 56 - 58.

Георгиев М. Н., Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н. Оценка работы разрушения ударных образцов с боковыми надрезами // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78, № 9. С. 56 - 61.

Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Ханов А. М., Шайманов Г. С. Структура, динамическая трещиностойкость и механизмы разрушения закаленных и отпущенных конструкционных сталей // МиТОМ. 2012. № 11. С. 32 - 39.

Simonov M. Yu., Shaimanov G. S., Pertsev A. S. Effect of structure on the dynamic crack resistance and special features of the micromechanism of crack growth in steel 35Kh after cold radial forging // Metal Science and Heat Treatment. 2016. V. 58, No. 1. P. 82 - 90.

Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Шайманов Г. С. Структура, динамическая трещиностойкость и микромеханизм роста трещин в трубных заготовках после деформационно-термической обработки // ФММ. 2018. Т. 119, № 1. С. 54 - 62.

Симонов М. Ю., Георгиев М. Н., Симонов Ю. Н., Шайманов Г. С. Оценка размеров зоны пластической деформации высоковязких материалов после динамических испытаний методом систематического измерения микротвердости // МиТОМ. 2012. № 11. С. 40 - 45.

Симонов М. Ю., Шайманов Г. С., Симонов Ю. Н. Формирование зон пластической деформации в закаленной и отпущенной стали 09Г2С во время динамических испытаний // МиТОМ. 2015. № 12. С. 44 - 50.

Симонов М. Ю., Георгиев М. Н., Шайманов Г. С. и др. Сравнительный анализ зон пластической деформации, динамической трещиностойкости, структуры и микромеханизмов роста трещины сталей 09Г2С, 25 и 40 в высоковязком состоянии // МиТОМ. 2016. № 2. С. 39 - 48.

Георгиев М. Н., Симонов Ю. Н., Межова Н. Я., Минаев В. Н. Структурные аспекты циклической трещиностойкости закаленных и отпущенных сталей // Физико-химическая механика материалов. 1985. Т. 21, № 5. С. 48 - 53.

Симонов М. Ю., Наймарк О. Б., Симонов Ю. Н. и др. Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть III. Эффект термической устойчивости структуры адиабатического сдвига // МиТОМ. 2019. № 10. С. 64 - 71.

Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Шайманов Г. С. Структурные и фрактографические особенности формирования расщеплений в низколегированной стали, подвергнутой деформационно-термической обработке // МиТОМ. 2019. № 10. С. 5 - 15.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2019.10.43-53

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024