Дислокационные механизмы разрушения двойникующихся материалов. Федоров В.А - 99 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

нарушая структуры материала в течение основного времени его эксплуатации, управлять разрушени-
ем [37].
7.1. ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО ДВОЙНИКОВАНИЯ
НА ЗАДЕРЖКУ СТАРТА ДИНАМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ
Для более глубокого понимания вопроса о связи двойникования с разрушением, а также для выяс-
нения возможностей блокирования разрушения двойниками на начальной стадии его развития необхо-
димо знание временных интервалов, определяющих моменты появления двойников и старта трещины.
Время задержки разрушения двойниками τ
3
определяется, главным образом, интенсивностью предше-
ствующего двойникования и кинетикой его развития. Так как эти характеристики процесса двойникова-
ния существенно изменяются (см. гл. 5), то и время запаздывания разрушения должно заметно зависеть
от температуры испытания, скорости и кристаллографии нагружения образцов.
Величину τ
3
в условиях динамического растяжения (
ε
&
= 0,5·10
2
с
–1
) вдоль направления [001] опреде-
ляли методом сверхскоростной киносъемки при разных температурах испытания. Установлено [23], что
в пластинах с надрезом τ
3
минимально при 77 К и слабо изменяется вплоть до 233 К (рис. 7.1, кривая 1).
При дальнейшем повышении температуры величина задержки возрастает. В образцах без надреза-
концентратора τ
3
заметно отличается для температур ≥ 233 К (рис. 7.1, кривая 2). В таких же пластинах,
но предварительно продеформированных квазистатически при 293 К до ε = 0,5 %, величина τ
3
имеет по-
вышенные значения лишь при низких температурах (рис. 7.1, кривая 3) и практически не отличается от
зависимости рис. 7.1, кривая 2 при возросших Т.
Приведенные оценки τ
3
отражают совокупное действие предшествующего двойникования и сколь-
жения на запаздывание старта разрыва. Доля каждого из них при разных температурах может быть раз-
личной. Оценить отдельный вклад двойникования в величину задержки старта разрушения можно, по-
строив зависимость τ
3
от количества двойников, варьируя Т = const (рис. 7.2) (зависимости приведены
для образцов с надрезом). При 77 К запаздывание трещины обусловлено практически одним двойнико-
ванием. Тогда для исключения роли скольжения и при других температурах нужно сэкстраполировать
эту зависимость
(рис. 7.2) в сторону больших значений N
дв
. Видно, что даже при 373 К вклад двойникования в задержку
разрушения весомее, чем скольжения. С учетом же возрастающих размеров двойников при повышении
температуры он должен быть еще больше.
Зная напряжения начала двойникования τ
дв
и разрушения σ
р
(рис. 5.5, кривые 1, 4), а также среднюю скорость нарастания внешних напряжений (σ
вн
= 1,1
кг/мм
2
·мкс), можно определить величину задержки старта трещины только за счет различия этих вели-
чин (рис. 7.1, кривая 5). Как видно, отставание разрыва в этом случае минимально.
Основной причиной эффекта задержки, очевидно, является релаксация напряжений в образце в мо-
мент "проскакивания" двойников. Величину τ
3
дв
можно оценить через относительное удлинение l
рел
,
вносимое прослойками (табл. 5.1). Определив величину срелаксированных напряжений как
σ
дв
рел
= Е l
рел
,
где Е – модуль Юнга материала, из выражения
3
2
6
1
4
5
Рис. 7.1. Время запаздывания
разрушения от начала
двойникования в образцах:
с надрезом (1); без надреза (2);
в предварительно
деформированных образцах (3);
4 – τ
3
за счет двойников; 5 – τ
3
за счет различия в напряжениях
двойникования и разрушения;
6 – теоретическая оценка τ
3
дв
за счет релаксации напряжений
двойниками

Страницы