Киселева С.Ф., Попова Н.А., Конева Н.А., Козлов Э.В

ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ЗЕРНУ В ДЕФОРМИРОВАННОМ МАТЕРИАЛЕ

Томский государственный архитектурно-строительный университет, Томск, Россия

[e-mail]

В деформированном теле возникают внутренние поля напряжений, что в свою очередь приводит к появлению на электронно-микроскопических изображениях деформированного материала изгибных экстинкционных контуров. По их пара- метрам можно восстановить внутренние поля напряжений, возникающие в дефор- мированном теле. Экстинкционные контуры отражают природу деформации ло- кальных участков образца. Различают три типа деформации кристаллической ре- шетки: изгиб, кручение и смешанный случай. Они идентифицируются по взаимной ориентации линии экстинкционного контура и вектора действующего отражения. Внутренние напряжения, характеризующие деформацию, образуют тензоры второ- го ранга. Для кубических кристаллов в тензоре внутренних напряжений присутст- вуют только две независимых компоненты – изгиба s11 и кручения s12. Остальные компоненты равны нулю или могут быть выражены через напряжения s11 и s12. Локально деформация может быть как чисто пластической, так и упруго- пластической. При определении внутренних напряжений необходимо учитывать две составляющие локальной деформации: пластическую и упругую, и для каждой составляющей рассматривать по две компоненты – изгиб и кручение. Авторами предложена методика определения внутренних напряжений деформированного изотропного тела по кривизне-кручению кристаллической решётки, определяемой методом просвечивающей электронной микроскопии.

В настоящей работе определялись внутренние напряжения в образцах дефор- мированной растяжением стали 110Г13 (e = 25%) в пределах одного зерна поли- кристалла. На электронно-микроскопических изображениях структуры деформи- рованной стали внутри рассматриваемого зерна наблюдались дислокации, обра- зующие сетчатую субструктуру, одиночные деформационные микродвойники и пакеты микродвойников. На микрофотографиях также наблюдаются изгибные экс- тинкционные контуры, происхождение которых обусловлено наличием внутрен- них напряжений. Анализ полученных результатов показал, что деформация по зер- ну поликристалла является неоднородной. Одновременно внутри одного зерна присутствуют чисто пластическая и упруго-пластическая деформации. Внутренние напряжения по зерну распределяются неравномерно. Значения напряжения s, рав- ные 0-500 МПа и 1500-2000 МПа, встречаются чаще, чем другие значения, и рас- пределяются по большей площади внутри зерна. Значения s, превышающие 3000 МПа, присутствуют в меньшей степени и обнаруживаются в основном вблизи одной из границ зерна. Таким образом, можно сделать вывод, что вблизи этой гра- ницы зерна находится наиболее напряженный участок фольги. Среднее значение внутреннего напряжения по зерну равно 1530 МПа, что соответствует на гисто- грамме интервалу довольно часто встречающихся значений внутренних напряже- ний. В локальных, наиболее напряженных участках зерна во внутренние напряже- ния s больший вклад вносит компонента кручения кристаллической решетки s12. Присутствие одиночных микродвойников и пакетов микродвойников заметно сни- жает внутренние напряжения.

Дата добавления: 2017-01-14