Ранний прогноз локализации пластической деформации в технически чистом титане по характеристикам мезоскопического деформационного рельефа
Автор: Максим Писарев
Соавторы: Емельянова Евгения Сергеевна, Романова Варвара Александровна
Организация: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
Формирование деформационного рельефа на свободной поверхности в процессе пластического деформирования является общей особенностью поликристаллических металлов и сплавов. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что морфологические изменения на поверхности происходят на всей иерархии масштабов от микро до макроуровня. Мезоуровень, исследуемый в данной работе, является связующим звеном между процессами микроуровня, где пластическая деформация обусловлена дислокационными механизмами, и макроуровнем, где макролокализация пластической деформации предшествует разрушению. Изменения на поверхности могут служить индикатором внутреннего состояния материала и, таким образом, использоваться для разработки методов неразрушающего контроля в процессе эксплуатации.
Целью настоящей работы является изучение закономерностей формирования и эволюции мезоскопического деформационного рельефа в образцах поликристаллического титана и установление корреляции рельефных характеристик со стадиями деформации. По экспериментальным профилям шероховатости, полученным методом stop-and-study [1] на разных стадиях одноосного растяжения при скоростях деформации 4∙10-5 с-1, 2∙10-4 с-1 и 1∙10-3 с-1, рассчитывался безразмерный параметр интенсивности деформационного рельефа [1]. Показано, что параметр растет нелинейно и начинает быстро увеличиваться в области образования шейки задолго до ее макроскопического проявления (рис. 1). Показано, что скорость нагружения влияет на степень неоднородности напряженно-деформированного состояния образца. Предполагается, что полученные данные о корреляции характеристик мезоскопического деформационного рельефа со степенью локальной деформации могут быть использованы для прогнозирования области локализации пластической деформации и разрушения и оценки остаточного ресурса материала.
