ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ-3 ПРИ ГИГАЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ
Автор: Александра Денисовна Юрина
Соавторы: Банников М.В., Трефилов И.А., Попов Е.С.
Организация: Пермский Государственный Национальный Исследовательский Университет
Важным вопросом в области механики является изучение усталости металлов. Усталость — это процесс разрушения, происходящий в металлах, которые подвержены переменному напряжению, и представляющий собой накопление повреждений. Этот процесс представляет собой следствие зарождения трещин.
Для изучения усталостной долговечности и механизмов инициирования трещины в режиме гигацикловой усталости изготавливались образцы цилиндрической формы с переменным сечением, с минимальным сечением в центре.
На поверхности излома образца наблюдается классический вид внутреннего разрушения «Fish-eye». В центре находится темное пятно – очаг зарождения усталостной трещины, который называют «Optical dark area» или «Fine granular area». Поверхность в этой области имеет очень шероховатую структуру из-за длительного накопления повреждений, которые впоследствии формируют трещину. Светлая зона вокруг очага – область медленного роста трещины.
Для исследования масштабно-инвариантных закономерностей из двумерного профиля поверхности разрушения с помощью интерферометра-профилометра New View 5010 вырезались одномерные профили. Далее профили анализировались в терминах показателя Херста.
Анализ значений показателя Херста позволяет сделать вывод о том, что механизмы формирования морфологии поверхности разрушения в областях очага трещины и её распространения различны. Внутри очага морфология показывает признаки хаотичного формирования структур, что говорит о наличии множества путей для развития профилей.
Также по полученным данным сделан следующий вывод: уменьшение показателя Херста с ростом увеличения изображения вызвано тем, что с повышением разрешения картинки обнаруживаются такие элементы рельефа, которые были образованы другими механизмами на данном масштабном уровне.
