Локализация пластического течения поликристаллического алюминия и ее связь с механическими свойствами материала

Зариковская Н.В., Зуев Л.Б.*

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия

*Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия

[email protected]

Как следует из полученных в ходе проведения экспериментов данных, авто- волновые характеристики локализованного пластического течения зависят от раз- мера зерна в поликристалле алюминия. В ходе работы был проведен анализ полу- ченных результатов и сделано предположение по поводу возможной природы та- кой связи.

Одной из важнейших закономерностей развития локализованного пластиче-

ского течения, является существование упругопластического инварианта, связы- вающего упругие и пластические характеристики деформируемой среды соотно-

шением l V = 1 c V, где c – межплоскостное расстояние в исследуемом материа-

aw 2 t

ле, а Vt

– скорость распространения поперечных ультразвуковых волн в нем. Ко-

личественный анализ справедливости этого соотношения в случае поликристалли- ческого алюминия проведем ниже, а здесь попытаемся углубить представления о

зависимости

l (d), первоначально полученной в форме логистической функции

*

l*

l(d) =l0+

1 + C × exp(- a 1d)

, где l0, l

= a 1 a 2,

a 1 и

a 2 – эмпирические константы,

а C» 2,25 –постоянная интегрирования. При d» 0,1–0,2 мм функция содержит

точку перегиба, соответствующую условию

d 2 l

dd 2 = 0. Характер зависимости

l (d)

при

d»0,25 мм меняется скачком. Помимо этого, было получено, что в

этой же области, также скачкообразно изменяется такая характеристика твердого тела, как скорость распространения ультразвука, измеренная методом автоцирку- ляции ультразвуковых волн. В настоящей работе удалось установить, что при пе-

реходе в диапазон d < 0,1–0,2 мм величина VS

резко падает, а зависимость

S

V (d) ~ - d -1 2 скачком превращается в V» const. В [1] было показано, что ско-

S

рость распространения автоволн локализованной пластичности связана со скоро- стью распространения упругих (ультразвуковых) волн в исследуемом материале. Полученные данные качественно подтверждают гипотезу о том? что скорости рас- пространения автоволн и ультразвуковых волн меняются скачком при переходе через граничное значение размера зерна в поликристаллах алюминия ≈0,1 мм.

В ходе многочисленных экспериментов установлено, что в деформируемых

поликристаллах алюминия чистотой 99,85 wt.% установлено существование гра- ничного значения размера зерна 0.15–0.25 мм, которому соответствует скачкооб- разное изменение механических характеристик и параметров автоволн локализо-

ванного пластического течения. При граничном значении размера зерна в поли- кристаллическом алюминии скачкообразно меняются коэффициенты соотношения

Холла-Петча, временное сопротивление, скорость распространения автоволн ло- кализованной пластичности, характер кривой пластического течения, зависимость длины автоволны от размера зерна, а также скорость распространения ультразву-

ка. Можно полагать, что это граничное значение определяется изменением со- стояния границ зерен в поликристаллах алюминия при их обогащении примесями в процессе рекристаллизационного отжига.

Дата добавления: 2017-01-14